EP4437608A1 - Verfahren zur bestimmung einer ablagegenauigkeit einer mehrzahl von elektrodenblättern in einem stapel und eine messvorrichtung - Google Patents

Verfahren zur bestimmung einer ablagegenauigkeit einer mehrzahl von elektrodenblättern in einem stapel und eine messvorrichtung

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EP4437608A1
EP4437608A1 EP22818713.4A EP22818713A EP4437608A1 EP 4437608 A1 EP4437608 A1 EP 4437608A1 EP 22818713 A EP22818713 A EP 22818713A EP 4437608 A1 EP4437608 A1 EP 4437608A1
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EP
European Patent Office
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stack
camera
light source
sheet
electrode sheets
Prior art date
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Pending
Application number
EP22818713.4A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Steffen Masuch
Christian Schröder
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Powerco SE
Original Assignee
Volkswagen AG
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to a method for determining the placement accuracy of a plurality of electrode sheets in a stack and a measuring device.
  • the electrode sheets extend in mutually parallel planes and are stacked on top of one another and form a stack.
  • the placement accuracy describes the positions of the boundary edges of the electrode sheets in relation to one another in the stack.
  • Batteries in particular lithium-ion batteries, are increasingly being used to drive motor vehicles. Batteries are usually composed of cells, with each cell being a combination of anode, cathode and, if necessary, separator sheets or
  • Electrode sheets Has separator material. These anode sheets, cathode sheets and possibly separator sheets are referred to below as electrode sheets.
  • the electrode sheets are usually formed by stamping or cutting, e.g. B. laser cutting manufactured.
  • the placement accuracy of the individual electrode sheets in a stack has a significant impact on the safety-related quality criteria of lithium-ion battery cells and their performance.
  • the electrochemical performance of a battery cell decreases more quickly with less electrode coverage or coverage of the active material during operation.
  • a short circuit and failure of the battery cell are triggered by direct contact of the anode sheets and cathode sheets. For this reason, the criterion must be checked in the stack and before housing the stack in the battery cell housing.
  • the placement accuracy ie the deviation of the positions of the individual electrode sheets from one another, must therefore be kept within narrow limits.
  • CT computed tomography
  • X-rays In contrast to computer tomography, these are able to carry out tests more quickly.
  • a direct measurement of the position of the electrode sheets relative to one another has not been possible up to now in this way. Due to the use of X-rays, both methods can only be used with high investment, operating and maintenance costs. In addition, comprehensive radiation protection must be implemented, so that the methods are only suitable for use in a production line to a limited extent. In addition, testing with a CT is not inline-capable due to the long measurement times.
  • the positions of the electrode sheets can already be recorded in the stacking process of the individual electrode sheets.
  • An electrode for a battery cell and a method for producing the electrode are known from US 2013/0048340 A1.
  • Optical detection of an edge of the active material arranged on a carrier material is also proposed. The different reflection of light is used to detect the position of the edge.
  • US 2013/0320216 A1 directs a method for detecting foreign particles on electrodes. Light with a wavelength of 4 pm to 10 mm is used.
  • the object of the present invention is to at least partially solve the stated problems.
  • a method for determining the placement accuracy of a plurality of electrode sheets in a stack is to be proposed.
  • a measuring device for determining the placement accuracy is to be proposed.
  • the electrode sheets each comprise at least an anode sheet (or a plurality of anode sheets), a cathode sheet (or a plurality of cathode sheets) and a separator sheet (or a plurality of separator sheets).
  • the electrode sheets extend in mutually (substantially) parallel planes and are stacked on top of one another.
  • the electrode sheets form a stack.
  • the placement accuracy describes a respective position of at least the boundary edges of the anode sheet, the cathode sheet or the separator sheet in the stack.
  • the method is carried out with a measuring device that has at least one camera and one light source.
  • the method comprises at least the following steps: a) providing the stack and arranging the stack in the measuring device; wherein a straight line connecting the light source and the camera is substantially parallel to the planes; b) illuminating the stack with the light source such that light rays pass through or are reflected from at least a portion of the stack, the light rays being captured by the camera; c) taking an image (or several images) of at least the region of the stack with the camera; d) Evaluation of the image (or the plurality of images) and determination of the position of the boundary edges arranged in the area of at least the anode sheet, the cathode sheet or the separator sheet.
  • step a) very particularly preferably takes place before steps b) to d).
  • steps b) and c) take place at least partially in parallel in terms of time.
  • step d) takes place after step d).
  • steps a) to d) are carried out in the order given.
  • Electrode sheets are cut to the right shape, i.e. that at least one anode sheet, the at least one cathode sheet and/or the at least one separator sheet, arranged in a predetermined order to form a stack and aligned with one another. In the stack created in this way, the boundary edges of the individual (each identical) electrode sheets should be arranged in a position that is as flush as possible with one another.
  • the electrode sheets extend, in particular, in mutually parallel planes and, stacked on top of one another, form a stack.
  • the stack comprises at least two electrode sheets, ie at least one anode sheet/cathode sheet and one separator sheet.
  • the stack preferably comprises at least one anode sheet, at least one cathode sheet and a separator sheet arranged in between.
  • the electrode sheets each have a substantially rectangular shape.
  • conductor lugs extend beyond this rectangular shape. These are generally uncoated, ie not coated with the active material, and are used for electrical contacting of the respective electrode sheet, ie the anode or cathode sheet.
  • the placement accuracy describes in particular a respective position of at least the boundary edges of the anode sheet, the cathode sheet and/or the separator sheet or the anode sheets, the cathode sheets or the separator sheets in the stack.
  • the electrode sheets should be arranged in a predetermined position relative to one another. Since the size of anode sheets and cathode sheets as well as any separator sheets that may be present can differ from one another, the positioning accuracy is determined in particular at the boundary edges of the electrode sheets, which are arranged in alignment with one another along a direction extending transversely to the planes.
  • the placement accuracy of the electrode sheets is only determined at one respective boundary edge or at one point of an electrode sheet.
  • the method is carried out in particular with a measuring device which has at least one camera and one light source.
  • a measuring device which has at least one camera and one light source.
  • Several permanently installed or also movable light sources can be provided. It is also possible to provide several permanently installed or mobile cameras.
  • each light source is associated with only one camera, but multiple light sources may be associated with one camera.
  • a light source serves to emit light radiation, which in particular comprises at least visible light.
  • a camera is used to record the light radiation to display an image.
  • a camera comprises at least one lens (e.g. telecentric) and a sensor that converts the incident light into an electrical signal.
  • the camera makes it possible to display a two-dimensional image of the area of the stack that is exposed to the light beams from the light source.
  • the stack is provided and the stack is arranged in the measuring device, in particular between the light source and the camera or in such a way that the light beams are reflected from the stack towards the camera; wherein a straight line connecting the light source and the camera (passing through or spaced from the stack) is substantially parallel to the planes.
  • the stack is formed separately and then placed in its entirety in the measuring device.
  • the stack itself to be (partially) formed in the measuring device and thus arranged at the same time.
  • the light source is aligned towards the camera, so that the light beams are emitted from the light source towards the camera.
  • the light source and camera are aimed at the (same) area of the stack, so that the light rays reflected from the stack are captured by the camera.
  • the light source and the camera are aligned to the stack in such a way that the light rays (if they were directed and thus parallel to each other exiting the light source and traveling along the connecting guard towards the camera) are parallel to the planes.
  • the stack is illuminated with the light source, so that light beams pass through at least one area of the stack or are reflected from the stack towards the camera.
  • the light rays are captured by the camera.
  • the stack is thus in particular at least partially x-rayed. In this case, only the light rays of the light source can be captured by the camera that pass through the stack, ie z. B. by free spaces that exist between the electrode sheets.
  • the light beams from the light source capture the boundary edges of the electrode sheets arranged one above the other, so that the camera can capture and record a two-dimensional image of the boundary edges of the stack.
  • step c) an image of at least the area of the stack is recorded with the camera.
  • further recordings of the area are not required.
  • another image of another area formed by other side surfaces.
  • a different arrangement of light source and camera is also possible for detecting the boundary edges of the separator sheets, which are generally larger than the anode and cathode sheets. In this case, the light rays could also run across or at an angle (thus just not parallel) to the planes.
  • step d) the image is evaluated and the position of the boundary edges of the anode sheet, the cathode sheet and/or the separator sheet arranged in the area is determined.
  • the evaluation can be carried out in particular by a data processing system. In particular, only one image is evaluated for a stack, possibly another image that was generated by recording another area.
  • the method is carried out several times so that the placement accuracy of the individual electrode sheets is determined with sufficient accuracy.
  • several different areas of the stack are to be illuminated and recorded by the camera and corresponding images are to be generated and evaluated. In this way, in particular, the rotation or translation of each electrode sheet can be determined in relation to a target position.
  • At least three different areas e.g. B. edges of the stack recorded with the measuring device.
  • edges of the stack i.e. a cuboid stack - conductors are not considered - the four shortest edges
  • an image is generated once from both directions in order to determine the spatial coordinates of the edge via triangulation.
  • the stack is rotated and turned by a holding device in relation to the camera and the light source.
  • Each of the edges described above is thus captured by the camera from two directions. Eight images in particular are therefore generated per stack.
  • the measuring device comprises a system for data processing, which has means that are suitably equipped, configured or are programmed or who execute the procedure.
  • the funds include B. a processor and a memory in which instructions to be executed by the processor are stored, as well as data lines or transmission devices which enable transmission of instructions, measured values, data or the like between the listed elements.
  • the stack has a plurality of side surfaces which are formed by the plurality of electrode sheets.
  • the stack is arranged between the light source and the camera in such a way that the connecting straight line runs through a first side surface and a second side surface, which are at a smallest angle of less than 180 degrees, in particular less than 150 degrees, preferably of less than 120 angular degrees are arranged.
  • a smallest angle between the side surfaces is at least 70 degrees, preferably at least 80 degrees.
  • the side surfaces are therefore not arranged parallel to one another or opposite one another.
  • the side surfaces of the stack considered here are formed in particular by the boundary edges of the electrode sheets, in particular the separator sheets, since these regularly have a greater extent than the anode sheets and cathode sheets to avoid short circuits. In particular, these side surfaces extend transversely to the planes along which the electrode sheets extend.
  • first side surface and the second side surface are arranged adjacent to one another.
  • the area includes an edge of the stack formed by the adjoining side faces.
  • the straight connecting line runs at a smallest second angle of less than 90 degrees, in particular less than 75 degrees, preferably less than 60 degrees, to the first side face and to the second side face.
  • a smallest second angle between the respective side surface and the straight connecting line is at least 25 degrees, preferably at least 40 degrees.
  • the positions of the boundary edges of the at least one anode sheet and of the at least one cathode sheet are determined in step d).
  • the boundary edges of the separator sheets can also be determined with a different arrangement of light source and camera.
  • Determining the boundary edges of the at least one anode sheet and the at least one cathode sheet is particularly necessary because the electrochemical performance of a battery cell decreases more quickly during operation with less electrode coverage or coverage of the active material.
  • the light source generates visible light, preferably at least with a wavelength between 365 and 870 nm [nanometers],
  • the light beams are coherent and/or collimated (that is, aligned parallel to one another).
  • the light rays are diffuse and/or coherent.
  • the light that runs essentially parallel to the planes is primarily used. This improves the accuracy of the image and simplifies the evaluation. The accuracy can be further improved in particular by using coherent or collimated light.
  • the measuring device comprises a nozzle through which the area can be subjected to a gas flow at least during steps b) and c).
  • the nozzle is positioned in such a way that the electrode sheets are fanned out or aligned by the gas flow. As a result, the passage of the light beams through the electrode sheets can be improved.
  • the gas stream can be ionized, so that an electrostatic charge on the electrode sheets, in particular between the separator sheets and the anode or cathode sheets, can be dissolved.
  • the passage of the light beams through the electrode sheets can thus be further improved.
  • artificial intelligence is used at least for step d).
  • the determination of the positions of the boundary edges in the image can be supported with the aid of artificial intelligence.
  • the at least one image is evaluated using a convolutional neural network (CNN).
  • CNN convolutional neural network
  • the convolutional neural network learns using a synthetic, i.e. artificially generated, data set of a stack with known positions of the boundary edges of the electrode sheets, in order to then determine the position of the boundary edge of a (desired) electrode sheet from the image of this stack recorded in accordance with step c). If an electrode sheet z. B. sagging, i.e. not ideally running in a horizontal plane, the correct position of the boundary edge can be calculated with the help of a polynomial.
  • the evaluation can also be carried out using another machine or automated learning method.
  • the focus is on the convolutional neural network and the processes and terms used in it.
  • CNN for the evaluation of images, ie camera recordings, is known in principle.
  • the use of CNN for the quality assessment of (cut) boundary edges of the electrode sheets is proposed here, ie in the context of the production of battery components.
  • a training data set ie the synthetic data set
  • the positions of the boundary edges can be marked manually on each image of this training dataset. This manual marking, i.e. the marked position of the boundary edges, is then exported manually from the tool.
  • the positions of the boundary edges in the image encoded as a pixel matrix, depict the stack geometry or arrangement of the boundary edges for the training data set, the so-called ground truth.
  • a CNN is used to learn a mathematical mapping of the bounding edge shown in the map to its corresponding geometry.
  • the CNN trained in this way can then recognize the boundary edges or the geometry for previously unlearned images of the camera. Due to the low variance of the different images of essentially similar bodies, here of the boundary edges of stacked electrode sheets with a fixed target geometry of the boundary edges, and the statistical significance of large amounts of data, this recognition is more accurate than comparable methods, e.g. B. a trend edge detection.
  • the CNN consists of a series of so-called convolutional layers that discretely convolve a fixed number of filters with image sections. This layer calculates a so-called feature map for each of its filters.
  • This feature map describes whether a pattern, defined by the filter parameters, was recognized at the corresponding point in the respective second image or in the contour.
  • the size of these feature maps is reduced using so-called max pooling layers or average pooling layers in order to reduce computational complexity.
  • the max pooling or average pooling layer shifts an nxn window over the feature map and, in particular, only transfers the maximum value from a section to the next layer.
  • hyper parameters The order and number of convolutional and max pooling or average pooling layers as well as the size of the respective windows and filters are so-called hyper parameters.
  • the optimization of these hyper-parameters is carried out in particular by a validation data set that has no influence on the optimization of model parameters.
  • the values of all feature maps are concatenated into a vector, the so-called flattening, and thus serve as input into a feed-forward neural network.
  • This network is in turn characterized by a variable number of hidden layers and a variable number of neurons in each hidden layer. These numbers form further hyper-parameters.
  • the condensed feature maps can first be transformed back to their original size using transposed convolution and their number can then be reduced back to one using convolutional layers.
  • the mesh In its output layer, the mesh attempts to approximate the manually generated edge geometry of the stack's ground truth by assigning a zero or a one ("1") to each pixel.
  • the filter parameters and the parameters of the feed-forward neural network can be randomly initialized, which initially leads to an inaccurate geometry prediction.
  • all model parameters are adjusted using a so-called gradient descent method in such a way that the number of incorrectly classified pixels is minimal across all training examples.
  • the CNN can be used to e.g. B. as part of step d) for unknown stacks or newly created images to recognize the position of at least one boundary edge in the image.
  • step d at least one process parameter used for the production of the respective stack is determined and changed from the evaluation of the placement accuracy according to step d), so that a placement accuracy for further stacks is improved.
  • the incorrectly positioned electrode sheet and its deviation from the target position can be determined. Accordingly, from the knowledge of the electrode sheet, its manufacturing process can be traced back and, if necessary, adjustable process parameters can be changed.
  • a measuring device for carrying out the described method is also proposed, at least comprising a camera and a light source.
  • a stack of electrode sheets stacked on top of one another, which extend in mutually parallel planes, can be arranged relative to the camera and the light source in such a way that a straight line connecting the light source and the camera runs essentially parallel to the planes.
  • the light source is directed towards the camera and the stack is arranged between the light source and the camera such that the light rays pass through at least a portion of the stack.
  • the light source and camera are aimed at a (same) area of the stack, the light rays being reflected from the area and captured by the camera.
  • the measuring device comprises at least two cameras and two light sources, the stack having a plurality of side surfaces which are formed by the plurality of electrode sheets.
  • the cameras and light sources are arranged such that a first straight line connecting a first camera and a first light source runs through a first side surface and a second side surface of the stack, which are arranged at a smallest first angle of less than 180 angular degrees to one another, and that a second connecting straight line between a second camera and a second light source runs a third side surface and a fourth side surface of the stack, which are arranged at a smallest first angle of less than 180 angular degrees, in particular of less than 150 angular degrees, preferably of less than 120 angular degrees.
  • a smallest first angle between the side surfaces is at least 70 degrees, preferably at least 80 degrees.
  • the measuring device comprises three or even four cameras and a comparable number of light sources or ones adapted to the requirements. A determination of the placement accuracy of all electrode sheets can thus be further accelerated, since images of different or the same areas (possibly recorded from different directions) can be generated and evaluated simultaneously.
  • a system for data processing which has means which are suitably equipped, configured or programmed to carry out the method or which carry out the method.
  • the funds include B. a processor and a memory in which instructions to be executed by the processor are stored, as well as data lines or transmission devices which enable transmission of instructions, measured values, data or the like between the listed elements.
  • a computer program comprising instructions which, when the program is executed by a computer, cause the computer to carry out the method described or the steps of the method described.
  • a computer-readable storage medium comprising instructions which, when executed by a computer, cause the computer to carry out the method described or the steps of the method described.
  • indefinite articles (“a”, “an”, “an” and “an”), particularly in the claims and the description reflecting them, is to be understood as such and not as a numeral.
  • Correspondingly introduced terms or components are to be understood in such a way that they are present at least once and in particular can also be present several times.
  • the numerals used here (“first”, “second”, 7) primarily (only) serve to distinguish between several similar objects, sizes or processes, i.e. in particular no dependency and/or sequence of these objects, sizes or make processes mandatory for each other. Should a dependency and/or order be necessary, this is explicitly stated here or it is obvious to the person skilled in the art when studying the specifically described embodiment. If a component can occur several times (“at least one”), the description of one of these components can apply equally to all or part of the majority of these components, but this is not mandatory.
  • FIG. 2 the stack according to FIG. 1 in a side view
  • Fig. 4 another measuring device with a stack arranged therein, in a
  • Fig. 5 another measuring device with a stack arranged therein, in a
  • the electrode sheets 1, 2, 3 comprise anode sheets 1, cathode sheets 2 and separator sheets 3.
  • the electrode sheets 1, 2, 3 extend in mutually parallel planes 4 and are stacked on top of one another.
  • the electrode sheets 1, 2, 3 form a stack.
  • the placement accuracy describes a respective position 6, 7, 8 of boundary edges 9 of the anode sheets 1, the cathode sheets 2 or the separator sheets 3 in the stack 5.
  • the electrode sheets 1, 2, 3 extend in mutually parallel planes 4 and form, stacked on top of one another , the stack 5.
  • the electrode sheets 1, 2, 3 each have a substantially rectangular shape.
  • the stack 5 has a plurality of side surfaces 16, 17, 18, 19 which are formed by the plurality of electrode sheets 1, 2, 3.
  • the side surfaces 16, 17, 18, 19 of the stack 5 are formed by the boundary edges 9 of the electrode sheets 1, 2, 3, here the separator sheets 3, since these regularly have a greater extent than the anode sheets 1 and cathode sheets 2 to avoid short circuits.
  • the side faces 16, 17, 18, 19 extend transversely to the planes 4 along which the electrode sheets 1, 2, 3 extend.
  • Conductor (flags) 24 extend beyond this rectangular shape of the electrode sheets 1 , 2 , 3 . These conductors 24 are generally uncoated, i.e. not coated with the active material, and are used to make electrical contact with the respective electrode sheet 1, 2, i.e. the anode sheet 1 or the cathode sheet 2.
  • FIG. 2 shows in a detailed view how the boundary edges 9 of the electrode sheets 1, 2, 3 are arranged in a desired arrangement.
  • the electrode sheets 1, 2, 3 are arranged alternately along the stacking direction (running transversely to the planes 4).
  • the second positions 7 of the cathode sheets 2 are arranged furthest inwards, that is to say at the greatest distance from the first side surface 16 .
  • the first positions 6 of the anode sheets 1 lie between the second positions 7 and the third positions 8 of the separator sheets 3.
  • the first side surfaces 16 of the stack 5 are formed by the boundary edges 9 of the separator sheets 3.
  • the holding device 23 here comprises two plates between which the stack 5 is arranged.
  • the electrode sheets 1 , 2 , 3 are secured or fixed in their positions 6 , 7 , 8 via the holding device 23 and the stack 5 can thus be arranged in the measuring device 10 .
  • 3 shows an image of a stack 5 (left) and a measuring device 10 with a stack 5 arranged therein (right), with which the image 15 can be generated.
  • the measuring device 10 has a camera 11 and a light source 12 .
  • the stack 5 is arranged between the light source 12 and the camera 11 in such a way that the connecting straight line 27 (here running parallel to the collimated light beams 13) runs through a first side surface 16 and a second side surface 17, which are below a smallest first angle 20 of 90 degrees are arranged and adjoin each other.
  • the stack 5 is illuminated with the light source 12 so that light beams 13 pass through a region 14 of the stack 5 and are captured by the camera 11 .
  • the area 14 comprises an edge 25 of the stack 5 formed by the adjoining side faces 16, 17.
  • the straight connecting line 27 runs at a smallest second angle 26 of approximately 45 degrees to the first side surface 16 and to the second side surface 17.
  • the stack 5 is thus at least partially x-rayed.
  • only the light rays 13 of the light source 12 can be detected by the camera 11, which pass through the stack 5, ie z. B. by free spaces that exist between the electrode sheets 1, 2, 3.
  • the light rays 13 of the light source 12 capture the boundary edges 9 of the electrode sheets 1, 2, 3 arranged one above the other, so that the camera 11 can capture and record a two-dimensional image 15 of the boundary edges 9 of the stack 5.
  • step c) an image 15 of at least area 14 of stack 5 is recorded with camera 11.
  • An image 15 of area 14 of stack 5 is recorded Filing accuracy may be required and can be generated by changing the position of the stack 5 or by changing the position of the camera 11 or light source 12. Further images 15 of at least one other area 14 (formed by other side surfaces 18, 19; see FIG. 4) can be recorded and evaluated in this way.
  • step d) the image 15 is evaluated and the position 6, 7, 8 of the boundary edges 9 arranged in the region 14 of at least the anode sheets 1 and the cathode sheets 2 are determined. The evaluation is carried out by a system 28 for data processing.
  • FIG. 4 shows another measuring device 10 with a stack 5 arranged therein, in a plan view. Reference is made to the statements relating to FIGS.
  • the electrode sheets 1, 2, 3 each have a substantially rectangular shape.
  • the stack 5 has a plurality of side surfaces 16, 17, 18, 19 which are formed by the plurality of electrode sheets 1, 2, 3.
  • the side surfaces 16, 17 18, 19 of the stack 5 are formed by the boundary edges 9 of the electrode sheets 1, 2, 3, here the separator sheets 3.
  • the side surfaces 16, 17 18, 19 extend transversely to the planes 4, along which the Electrode sheets 1, 2, 3 extend.
  • Conductor (flags) 24 extend beyond this rectangular shape of the electrode sheets 1 , 2 , 3 .
  • the stack 5 is arranged in a holding device 23 .
  • the measuring device 10 comprises a first camera 11 and a first light source 12 as well as a second camera 21 and a second light source 22.
  • the stack 5 is placed between the first light source 12 and the first camera 11 and at the same time between the second light source 22 and the second camera 21 is arranged such that the respective connecting straight line 27 runs through a first side surface 16 and a second side surface 17 or through a third side surface 18 and a fourth side surface 19 .
  • the first side face 16 and the second side face 17 are arranged at a smallest first angle 20 of 90 degrees to one another and adjoin one another.
  • the stack 5 is illuminated with the first light source 12 so that light beams 13 pass through a region 14 of the stack 5 and are captured by the first camera 11 .
  • the region 14 includes an edge 25 of the stack 5 formed by the adjoining side surfaces 16, 17.
  • the straight connecting line 27 runs at a second angle 26 of approximately 30 angular degrees to the first side surface 16 and at a smallest second angle 26 of approximately 60 angular degrees to the second side face 17.
  • the third side face 18 and the fourth side face 19 are arranged at a smallest first angle 20 of 90 degrees to one another and adjoin one another.
  • the stack 5 is (also) illuminated with the second light source 22, so that light rays 13 pass through a further region 14 of the stack 5 and from the second camera 21 are detected.
  • the area 14 comprises an edge 25 of the stack 5 formed by the adjoining side surfaces 18, 19.
  • the straight connecting line 27 runs at a smallest second angle 26 of approximately 30 degrees to the third side surface 18 and at a smallest second angle 26 of approximately 60 Degrees of angle to the fourth side surface 19.
  • step c) the images 15 of the two areas 14 of the stack 5 are recorded with the respective camera 11, 21. Only the two images 15 of the two areas 14 of the stack 5 are recorded the placement accuracy can be generated one after the other or at the same time.
  • step d) the images 15 are evaluated and the position 6, 7, 8 of the boundary edges 9 arranged in the respective region 14 of at least the anode sheets 1 and the cathode sheets 2 are determined.
  • the evaluation is carried out by a system 28 for data processing.
  • FIG. 5 shows another measuring device 10 with a stack 5 arranged therein, in a plan view. Reference is made to the statements relating to FIGS. 1 to 4 and in particular to FIGS.
  • the measuring device 10 comprises two nozzles 29 through which the respective area 14 can be subjected to a gas flow 30 at least during steps b) and c).
  • the nozzle 29 is in each case positioned in such a way that the electrode sheets 1, 2, 3 are fanned out or aligned by the gas flow 30 (see detail at the bottom right in FIG. 5). As a result, the passage of the light beams 13 through the electrode sheets 1, 2, 3 can be improved.
  • Electrode Sheet Cathode Sheet (Electrode Sheet) Separator Sheet (Electrode Sheet) Level Stack First Position Second Position Third Position Boundary Edge Measuring Device (First) Camera (First) Light Source Light Beam Area Figure First Side Surface Second Side Surface Third Side Surface Fourth Side Surface First Angle Second Camera Second Light Source Holding Device Arrester Edge second angle connecting straight system nozzle gas flow

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Abstract

Verfahren zur Bestimmung einer Ablagegenauigkeit einer Mehrzahl von Elektrodenblättern (1, 2, 3), die je zumindest ein Anodenblatt (1), ein Kathodenblatt (2) und ein Separatorblatt (3) umfassen, wobei sich die Elektrodenblätter (1, 2, 3) in zueinander parallelen Ebenen (4) erstrecken und aufeinander gestapelt angeordnet sind und einen Stapel (5) bilden; wobei die Ablagegenauigkeit eine jeweilige Position (6, 7, 8) zumindest von Begrenzungskanten (9) einer der Elektrodenblättern (1, 2, 3) in dem Stapel (5) beschreibt; wobei das Verfahren mit einer Messvorrichtung (10) durchgeführt wird, die zumindest eine Kamera (11) und eine Lichtquelle (12) aufweist. Weiter wird auch eine Messvorrichtung (10) zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagen.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Bestimmung einer Ablagegenauigkeit einer Mehrzahl von Elektrodenblättern in einem Stapel und eine Messvorrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Ablagegenauigkeit einer Mehrzahl von Elektrodenblättern in einem Stapel sowie eine Messvorrichtung. Die Elektrodenblätter erstrecken sich in zueinander parallelen Ebenen und sind aufeinander gestapelt angeordnet und bilden einen Stapel. Die Ablagegenauigkeit beschreibt die Positionen der Begrenzungskanten der Elektrodenblätter zueinander in dem Stapel.
Für den Antrieb von Kraftfahrzeugen werden vermehrt Batterien, insbesondere Lithium-Ionen- Batterien eingesetzt. Batterien werden üblicherweise aus Zellen zusammengesetzt, wobei jede Zelle einen Verbund von Anoden-, Kathoden- und ggf. Separator-Blättern bzw.
Separatormaterial aufweist. Diese Anoden-, Kathoden-Blätter und ggf. Separatorblätter werden im Folgenden als Elektrodenblätter bezeichnet.
Die Elektrodenblätter werden üblicherweise durch Stanzen oder Schneiden, z. B. Laserschneiden, hergestellt.
Die Ablagegenauigkeit der einzelnen Elektrodenblätter in einem Stapel hat einen signifikanten Einfluss auf sicherheitsrelevante Qualitätskriterien von Lithium-Ionen Batteriezellen und auf deren Leistungsfähigkeit. Die elektrochemische Performance einer Batteriezelle nimmt mit geringerer Elektrodenüberdeckung bzw. Überdeckung des Aktivmaterials im Betrieb schneller ab. Zusätzlich werden ein Kurzschluss und der Ausfall der Batteriezelle durch einen direkten Kontakt der Anodenblätter und Kathodenblätter ausgelöst. Aus diesem Grund muss das Kriterium im Stapel und vor dem Einhausen des Stapels in dem Gehäuse der Batteriezelle geprüft werden. Die Ablagegenauigkeit, also die Abweichung der Positionen der einzelnen Elektrodenblätter voneinander, ist daher in engen Grenzen einzuhalten.
Eine etablierte Methode zur Ermittlung der Ablagegenauigkeit ist die Computertomographie (CT). Dabei wird durch eine langwierige Messung ein drei-dimensionales Bild eines Stapels generiert. lm Gegensatz zu einer CT gibt es auch Prüfvorrichtungen, die eine zwei-dimensionale Abbildung des Stapels bzw. des Prüfobjekts durch Röntgenstrahlung ermöglichen. Diese sind im Gegensatz zur Computertomographie in der Lage, Prüfungen schneller durchzuführen. Eine direkte Messung der Position der Elektrodenblätter relativ zueinander ist auf diese Weise bis jetzt allerdings nicht möglich. Beide Methode können aufgrund des Einsatzes von Röntgenstrahlung nur mit hohen Investitions-, Betriebs- und Wartungskosten eingesetzt werden. Außerdem muss ein umfassender Strahlenschutz realisiert werden, sodass die Methoden nur eingeschränkt für den Einsatz in einer Produktionslinie geeignet sind. Zusätzlich ist die Prüfung mit einer CT aufgrund der langen Messzeiten nicht inlinefähig.
Weiter können die Positionen der Elektrodenblätter bereits im Stapelprozess der einzelnen Elektrodenblätter aufgenommen werden. Dabei gibt es folgende Nachteile: Taktzeitreduktion des Stapelprozesses, hohe Datenmengen, finale Position im verspannten Stapel unbekannt.
Aus der US 2013/0048340 A1 sind eine Elektrode für eine Batteriezelle und ein Verfahren zur Herstellung der Elektrode bekannt. Dabei wird auch eine optische Erfassung einer Kante des auf einem Trägermaterial angeordneten Aktivmaterials vorgeschlagen. Dabei wird die unterschiedliche Reflektion von Licht zur Erkennung der Lage der Kante genutzt.
Aus der US 2013/0320216 A1 ist ein Verfahren zur Erkennung von Fremdpartikeln auf Elektroden gerichtet. Dabei wird Licht mit einer Wellenläge von 4 pm bis 10 mm eingesetzt.
Aus der US 6,585,846 B1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Elektroden bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die angeführten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere soll ein Verfahren zur Bestimmung einer Ablagegenauigkeit einer Mehrzahl von Elektrodenblättern in einem Stapel vorgeschlagen werden. Weiter soll eine Messvorrichtung zur Bestimmung der Ablagegenauigkeit vorgeschlagen werden.
Zur Lösung dieser Aufgaben trägt ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 und eine Messvorrichtung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 9 bei. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und/oder Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.
Es wird ein Verfahren zur Bestimmung einer Ablagegenauigkeit einer Mehrzahl von Elektrodenblättern vorgeschlagen. Die Elektrodenblätter umfassen zumindest je ein Anodenblatt (oder eine Mehrzahl Anodenblätter), ein Kathodenblatt (oder eine Mehrzahl Kathodenblätter) und ein Separatorblatt (oder eine Mehrzahl Separatorblätter). Die Elektrodenblätter erstrecken sich in zueinander (im Wesentlichen) parallelen Ebenen und sind aufeinander gestapelt angeordnet. Die Elektrodenblätter bilden einen Stapel. Die Ablagegenauigkeit beschreibt eine jeweilige Position zumindest von Begrenzungskanten des Anodenblatts, des Kathodenblatts oder des Separatorblatts in dem Stapel. Das Verfahren wird mit einer Messvorrichtung durchgeführt, die zumindest eine Kamera und eine Lichtquelle aufweist. Das Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte: a) Bereitstellen des Stapels und Anordnen des Stapels in der Messvorrichtung; wobei eine Verbindungsgerade zwischen der Lichtquelle und der Kamera im Wesentlichen parallel zu den Ebenen verläuft; b) Beleuchten des Stapels mit der Lichtquelle, so dass Lichtstrahlen zumindest durch einen Bereich des Stapels hindurchtreten oder von dem Bereich reflektiert werden, wobei die Lichtstrahlen von der Kamera erfasst werden; c) Aufnehmen einer Abbildung (oder mehrerer Abbildungen) zumindest des Bereichs des Stapels mit der Kamera; d) Auswerten der Abbildung (oder der mehreren Abbildungen) und Bestimmen der Position der in dem Bereich angeordneten Begrenzungskanten zumindest des Anodenblatts, des Kathodenblatts oder des Separatorblatts.
Die obige (nicht abschließende) Einteilung der Verfahrensschritte in a) bis d) soll vorrangig nur zur Unterscheidung dienen und keine Reihenfolge und/oder Abhängigkeit erzwingen. Auch die Häufigkeit der Verfahrensschritte z. B. während der Durchführung des Verfahrens kann variieren. Ebenso ist möglich, dass Verfahrensschritte einander zumindest teilweise zeitlich überlagern. Ganz besonders bevorzugt finden der Verfahrensschritt a) zeitlich vor den Schritten b) bis d) statt. Insbesondere finden die Schritte b) und c) zumindest teilweise zeitlich parallel zueinander statt. Insbesondere findet Schritt d) zeitlich nach Schritt d) statt. Insbesondere werden die Schritte a) bis d) in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt.
Das Verfahren wird insbesondere im Rahmen eines Herstellungsverfahrens für Batteriezellen eingesetzt. Dabei werden in passende Form zurecht geschnittene Elektrodenblätter, also das mindestens eine Anodenblatts, das mindestens eine Kathodenblatt und/oder das mindestens eine Separatorblatt, in einer vorbestimmten Reihenfolge zu einem Stapel angeordnet und zueinander ausgerichtet. In dem so erzeugten Stapel sollen die Begrenzungskanten der einzelnen (jeweils gleichen) Elektrodenblätter in möglichst fluchtender Lage zueinander angeordnet sein.
Die Elektrodenblätter erstrecken sich insbesondere in zueinander parallelen Ebenen und bilden, aufeinander gestapelt angeordnet, einen Stapel. Der Stapel umfasst insbesondere mindestens zwei Elektrodenblätter, also zumindest ein Anodenblatt/ Kathodenblatt und ein Separatorblatt. Bevorzugt umfasst der Stapel mindestes ein Anodenblatt, mindestens ein Kathodenblatt und dazwischen angeordnet ein Separatorblatt.
Die Elektrodenblätter weisen insbesondere eine jeweils im Wesentlichen rechteckige Form auf. Ggf. erstrecken sich Ableiterfähnchen über diese rechteckige Form hinaus. Diese sind im Allgemeinen unbeschichtet, also nicht mit dem Aktivmaterial beschichtet, ausgeführt und dienen der elektrischen Kontaktierung des jeweiligen Elektrodenblatts, also des Anoden- bzw. des Kathodenblatts.
Die Ablagegenauigkeit beschreibt insbesondere eine jeweilige Position zumindest von Begrenzungskanten des Anodenblatts, des Kathodenblatts und/oder des Separatorblatts bzw. der Anodenblätter, der Kathodenblätter oder der Separatorblätter in dem Stapel. Insbesondere sollen die Elektrodenblätter in einer vorbestimmten Lage zueinander angeordnet sein. Da sich die Größe von Anodenblättern und Kathodenblättern sowie von den ggf. vorhandenen Separatorblättern voneinander unterscheiden können, wird die Ablagegenauigkeit insbesondere an den Begrenzungskanten der Elektrodenblätter bestimmt, die entlang einer sich quer zu den Ebenen erstreckenden Richtung fluchtend zueinander angeordnet sind.
Insbesondere wird die Ablagegenauigkeit der Elektrodenblätter nur an einer jeweils einer Begrenzungskante bzw. an einer Stelle eines Elektrodenblatts bestimmt.
Das Verfahren wird insbesondere mit einer Messvorrichtung durchgeführt, die zumindest eine Kamera und eine Lichtquelle aufweist. Es können mehrere festinstallierte oder auch bewegliche Lichtquellen vorgesehen sein. Es können auch mehrere festinstallierte oder auch bewegliche Kameras vorgesehen sein. Insbesondere ist jede Lichtquelle nur einer Kamera zugeordnet, aber mehrere Lichtquellen können einer Kamera zugeordnet sein. Eine Lichtquelle dient zum Aussenden einer Lichtstrahlung, die insbesondere zumindest sichtbares Licht umfasst. Eine Kamera dient der Aufnahme der Lichtstrahlung zur Darstellung eines Abbildes. Eine Kamera umfasst insbesondere zumindest ein Objektiv (z. B. telezentrisch) und einen Sensor, der das einfallende Licht in ein elektrisches Signal umwandelt.
Die Kamera ermöglicht insbesondere die Darstellung eines zwei-dimensionalen Abbildes des von den Lichtstrahlen der Lichtquelle beaufschlagten Bereiches des Stapels.
Gemäß Schritt a) erfolgt ein Bereitstellen des Stapels und Anordnen des Stapels in der Messvorrichtung, insbesondere zwischen der Lichtquelle und der Kamera oder so, dass die Lichtstrahlen von dem Stapel hin zur Kamera reflektiert werden; wobei eine Verbindungsgerade zwischen Lichtquelle und der Kamera (die durch den Stapel hindurchtritt oder beabstandet von diesem verläuft) im Wesentlichen parallel zu den Ebenen verläuft. Es ist möglich, dass der Stapel getrennt gebildet wird und dann insgesamt in der Messvorrichtung angeordnet wird. Es ist aber auch möglich, dass der Stapel selbst in der Messvorrichtung (teilweise) gebildet und damit gleichzeitig angeordnet wird. Die Lichtquelle ist insbesondere hin zur Kamera ausgerichtet, so dass die Lichtstrahlen von der Lichtquelle hin zur Kamera ausgesendet werden. Alternativ sind Lichtquelle und Kamera auf den (gleichen) Bereich des Stapels gerichtet, so dass die vom Stapel reflektierten Lichtstrahlen von der Kamera erfasst werden. Die Lichtquelle und die Kamera sind so zum Stapel ausgerichtet, dass die Lichtstrahlen (wenn diese gerichtet und damit parallel zueinander aus der Lichtquelle austreten und entlang der Verbindungsgarde hin zur Kamera verlaufen würden) parallel zu den Ebenen verlaufen.
Gemäß Schritt b) erfolgt ein Beleuchten des Stapels mit der Lichtquelle, so dass Lichtstrahlen zumindest durch einen Bereich des Stapels hindurchtreten oder von dem Stapel hin zu der Kamera reflektiert werden. Die Lichtstrahlen werden von der Kamera erfasst. Der Stapel wird also insbesondere zumindest teilweise durchleuchtet. Dabei können nur die Lichtstrahlen der Lichtquelle von der Kamera erfasst werden, die durch den Stapel hindurchtreten, also z. B. durch Freiräume, die zwischen den Elektrodenblättern vorliegen.
Die Lichtstrahlen der Lichtquelle erfassen die übereinander angeordneten Begrenzungskanten der Elektrodenblätter, so dass durch die Kamera eine zwei-dimensionale Abbildung der Begrenzungskanten des Stapels erfasst und aufgenommen werden kann.
Gemäß Schritt c) erfolgt ein Aufnehmen einer Abbildung zumindest des Bereichs des Stapels mit der Kamera. Insbesondere erfolgt die Aufnahme nur eines Abbildes des Bereichs eines Stapels. Weitere Aufnahmen des Bereiches sind insbesondere nicht erforderlich. Ggf. kann eine weitere Abbildung eines anderen Bereiches (gebildet durch andere Seitenflächen) aufgenommen und ausgewertet werden). Für die Erfassung der Begrenzungskanten der Separatorblätter, die regelmäßig größer sind als die Anoden- und Kathodenblätter, ist auch eine andere Anordnung von Lichtquelle und Kamera möglich. In diesem Fall könnten die Lichtstrahlen auch quer bzw. unter einem Winkel (also gerade nicht parallel) zu den Ebenen verlaufen.
Gemäß Schritt d) erfolgt ein Auswerten der Abbildung und ein Bestimmen der Position der in dem Bereich angeordneten Begrenzungskanten des Anodenblatts, des Kathodenblatts und/oder des Separatorblatts. Die Auswertung kann insbesondere durch ein System zur Datenverarbeitung erfolgen. Insbesondere erfolgt für einen Stapel nur die Auswertung einer Abbildung, ggf. einer weiteren Abbildung, die durch die Aufnahme eines anderen Bereichs erzeugt wurde.
Insbesondere wird das Verfahren mehrmals durchgeführt, so dass die Ablagegenauigkeit der einzelnen Elektrodenblätter ausreichend genau bestimmt wird. Insbesondere sind dafür mehrere unterschiedliche Bereiche des Stapels zu beleuchten und durch die Kamera zu erfassen und entsprechende Abbildungen zu erzeugen und auszuwerten. Damit kann insbesondere die Rotation bzw. Translation jedes Elektrodenblatts gegenüber einer Soll-Lage bestimmt werden.
Um die Ablagegenauigkeit des gesamten Stapels zu kontrollieren und zu bestimmen, werden insbesondere mindestens drei unterschiedliche Bereiche, z. B. Kanten des Stapels mit der Messvorrichtung aufgenommen.
Insbesondere wird an bestimmten Kante des Stapels (also einem quaderförmigen Stapel - Ableiter werden nicht betrachtet - die vier kürzesten Kanten) jeweils einmal aus beiden Richtungen eine Abbildung erzeugt, um über eine Triangulation die Raumkoordinaten der Kante zu bestimmen. Insbesondere wird der Stapel durch eine Haltevorrichtung gegenüber der Kamera und der Lichtquelle rotiert und gewendet. Jede der vorstehend beschriebenen Kanten wird somit aus zwei Richtungen durch die Kamera erfasst. Je Stapel werden also insbesondere acht Abbildungen erzeugt.
Insbesondere umfasst die Messvorrichtung ein System zur Datenverarbeitung, das Mittel aufweist, die zur Durchführung des Verfahrens geeignet ausgestattet, konfiguriert oder programmiert sind bzw. die das Verfahren ausführen. Die Mittel umfassen z. B. einen Prozessor und einen Speicher, in dem durch den Prozessor auszuführende Befehle gespeichert sind, sowie Datenleitungen oder Übertragungseinrichtungen, die eine Übertragung von Befehlen, Messwerten, Daten oder ähnlichem zwischen den angeführten Elementen ermöglichen.
Insbesondere weist der Stapel mehrere Seitenflächen auf, die durch die Mehrzahl von Elektrodenblättern gebildet sind. Der Stapel wird in Schritt a) so zwischen der Lichtquelle und der Kamera angeordnet, dass die Verbindungsgerade durch eine erste Seitenfläche und eine zweite Seitenfläche verläuft, die zueinander unter einem kleinsten Winkel von weniger als 180 Winkelgrad, insbesondere von weniger als 150 Winkelgrad, bevorzugt von weniger als 120 Winkelgrad angeordnet sind. Insbesondere beträgt ein kleinster Winkel zwischen den Seitenflächen mindestens 70 Winkelgrad, bevorzugt mindestens 80 Winkelgrad.
Insbesondere sind die Seitenflächen also nicht parallel zueinander oder einander gegenüberliegend angeordnet.
Die hier betrachteten Seitenflächen des Stapels werden insbesondere durch die Begrenzungskanten der Elektrodenblätter gebildet, insbesondere der Separatorblätter, da diese zur Vermeidung von Kurzschlüssen regelmäßig eine größere Erstreckung als die Anodenblätter und Kathodenblätter aufweisen. Diese Seitenflächen erstrecken sich insbesondere quer zu den Ebenen, entlang derer sich die Elektrodenblätter erstrecken.
Insbesondere sind die erste Seitenfläche und die zweite Seitenfläche aneinander angrenzend angeordnet.
Insbesondere umfasst der Bereich eine durch die aneinandergrenzenden Seitenflächen gebildete Kante des Stapels.
Insbesondere verläuft die Verbindungsgerade unter einem kleinsten zweiten Winkel von weniger als 90 Winkelgrad, insbesondere von weniger als 75 Winkelgrad, bevorzugt von weniger als 60 Winkelgrad, zu der ersten Seitenfläche und zu der zweiten Seitenfläche. Insbesondere beträgt ein kleinster zweiter Winkel zwischen der jeweiligen Seitenfläche und der Verbindungsgerade mindestens 25 Winkelgrad, bevorzugt mindestens 40 Winkelgrad.
Insbesondere werden in Schritt d) zumindest die Positionen der Begrenzungskanten des mindestens einen Anodenblatts und des mindestens einen Kathodenblatts bestimmt. Insbesondere ist eine Bestimmung der Begrenzungskanten der Separatorblätter nicht erforderlich, weil die Elektrodenblätter regelmäßig größer ausgeführt sind als die Anodenblätter und die Kathodenblätter. Wie vorstehend ausgeführt, kann die Bestimmung der Begrenzungskanten der Separatorblätter auch mit einer anderen Anordnung von Lichtquelle und Kamera erfolgen.
Die Bestimmung der Begrenzungskanten des mindestens einen Anodenblatts und des mindestens einen Kathodenblatts ist insbesondere deswegen erforderlich, weil die elektrochemische Performance einer Batteriezelle im Betrieb mit geringerer Elektrodenüberdeckung bzw. Überdeckung des Aktivmaterials schneller abnimmt.
Insbesondere erzeugt die Lichtquelle sichtbares Licht, bevorzugt zumindest mit einer Wellenlänge zwischen 365 und 870 nm [Nanometer],
Insbesondere sind die Lichtstrahlen kohärent und/ oder kollimiert (also parallel zueinander ausgerichtet). Alternativ sind die Lichtstrahlen diffus und/ oder kohärent. Primär wird insbesondere das Licht genutzt, welches im Wesentlichen parallel zu den Ebenen verläuft. Damit kann die Genauigkeit des Abbildes verbessert und die Auswertung vereinfacht werden. Die Genauigkeit kann insbesondere durch kohärentes oder kollimiertes Licht weiter verbessert werden.
Insbesondere umfasst die Messvorrichtung eine Düse, durch die der Bereich zumindest während der Schritte b) und c) mit einem Gasstrom beaufschlagbar ist. Insbesondere ist die Düse so positioniert, dass die Elektrodenblätter durch den Gasstrom aufgefächert bzw. ausgerichtet werden. Dadurch kann das Durchtreten der Lichtstrahlen durch die Elektrodenblätter verbessert werden.
Insbesondere kann der Gasstrom ionisiert sein, so dass eine elektrostatische Aufladung der Elektrodenblätter, insbesondere zwischen den Separatorblätter und den Anoden- bzw. Kathodenblättern, aufgelöst werden kann. Damit kann ein Durchtritt der Lichtstrahlen durch die Elektrodenblätter hindurch weiter verbessert werden.
Insbesondere wird zumindest für Schritt d) eine künstliche Intelligenz eingesetzt. Mit Hilfe von künstlicher Intelligenz kann insbesondere das Bestimmen der Positionen der Begrenzungskanten in dem Abbild unterstützt werden. Insbesondere erfolgt das Auswerten der mindestens einen Abbildung mit einem Convolutional Neural Network (CNN). Das Convolutional Neural Network lernt anhand eines synthetischen, also künstlich erzeugten, Datensatzes eines Stapels mit bekannten Positionen der Begrenzungskanten der Elektrodenblätter, um dann aus der gemäß Schritt c) erfassten Abbildung dieses Stapels die Position der Begrenzungskante eines (gewünschten) Elektrodenblattes zu bestimmen. Wenn ein Elektrodenblatt z. B. durchhängt, also nicht ideal in einer horizontalen Ebene verläuft, kann mit Hilfe eines Polynoms die richtige Position der Begrenzungskante berechnet werden.
Anstatt mit einem Convolutional Neural Network kann die Auswertung auch mit einer anderen maschinellen bzw. automatisiert durchführbaren Lernmethode durchgeführt werden. Im Folgenden wird auf das Convolutional Neural Network und die dabei verwendeten Abläufe und Begriffe abgestellt.
Die Anwendung derartiger CNN für die Auswertung von Abbildungen, also Aufnahmen der Kamera, ist grundsätzlich bekannt. Vorliegend wird die Verwendung von CNN für die Qualitätsbewertung von (Schnitt-)Begrenzungskanten der Elektrodenblätter vorgeschlagen, also im Rahmen einer Herstellung von Batteriekomponenten.
Im Rahmen der Auswertung mit CNN kann, um eine automatisierte und inlinefähige Bewertung der Begrenzungskanten zu implementieren, insbesondere zunächst ein Trainingsdatensatz, also der synthetische Datensatz erzeugt werden. Auf jeder Abbildung dieses Trainingsdatensatzes können die Positionen der Begrenzungskanten manuell markiert werden. Im Anschluss erfolgt ein manueller Export dieser manuellen Markierung, also der markierten Position der Begrenzungskanten, aus dem Werkzeug. Die Positionen der Begrenzungskanten in der Abbildung, kodiert als Pixelmatrix, bildet die Stapel-Geometrie bzw. Anordnung der Begrenzungskanten für den Trainingsdatensatz, den sogenannten Ground Truth, ab.
Im Folgenden wird ein CNN verwendet, um eine mathematische Abbildung der in der Abbildung dargestellten Begrenzungskante auf ihre entsprechende Geometrie zu lernen. Das so trainierte CNN kann anschließend für zuvor nicht gelernte Abbildungen der Kamera die Begrenzungskanten bzw. die Geometrie erkennen. Aufgrund der geringen Varianz der unterschiedlichen Bilder von im Wesentlichen gleichartigen Körpern, hier von Begrenzungskanten von gestapelten Elektrodenblättern mit festgelegter Soll-Geometrie der Begrenzungskanten, und der statistischen Signifikanz großer Datenmengen ist diese Erkennung genauer als vergleichbare Methoden, z. B. einer Trendkantenerkennung. Das CNN besteht bekannterweise aus einer Reihe von sogenannten Convolutional-Schichten, die eine fixierte Anzahl von Filtern mit Bildausschnitten diskret falten. Für jeden ihrer Filter berechnet diese Schicht eine sogenannte Feature-Map. Diese Feature-Map beschreibt, ob ein Muster, definiert durch die Filter-Parameter, an der entsprechenden Stelle in dem jeweiligen zweiten Bild bzw. in der Kontur erkannt wurde. Die Größe dieser Feature- Maps wird mithilfe von sogenannten Max-Pooling-Schichten oder Average-Pooling-Schichten reduziert, um eine Berechnungskomplexität zu verringern. Die Max-Pooling- bzw. Average-Pooling-Schicht schiebt ein n x n Fenster über die Feature-Map und überträgt insbesondere nur den maximalen Wert aus einem Ausschnitt in die nächste Schicht.
Die Reihenfolge und Anzahl von Convolutional- und Max-Pooling- bzw. Average-Pooling- Schichten sowie die Größe der jeweiligen Fenster und Filter sind sogenannte Hyper-Parameter. Die Optimierung dieser Hyper-Parameter erfolgt insbesondere durch einen Validierungsdatensatz, der keinen Einfluss auf die Optimierung von Modell-Parametern hat.
Im letzten Schritt werden die Werte aller Feature-Maps untereinander zu einem Vektor verkettet, das sogenannte Flatten, und dienen damit als Eingabe in ein Feed-Forward Neural Network. Dieses Netzwerk ist wiederum durch eine variable Anzahl von verdeckten Schichten und einer variablen Anzahl von Neuronen in den jeweiligen verdeckten Schichten gekennzeichnet. Diese Anzahlen bilden weitere Hyper-Parameter.
Alternativ zum Flatten können mittels transponierter Convolution die kondensierten Feature- Maps zunächst wieder in die ursprüngliche Größe transformiert und ihre Anzahl mit Convolutional Schichten dann wieder bis auf eins reduziert werden.
In seiner Ausgabeschicht versucht das Netz, die manuell erzeugte Kantengeometrie des Ground Truth des Stapels zu approximieren, indem es jedem Pixel eine null oder eine eins („1“) zuordnet.
Zu Beginn des Trainings können die Filterparameter und die Parameter des Feed-Forward Neural Network (beide zusammen bilden das CNN) zufällig initialisiert werden, wobei dies zunächst zu einer ungenauen Geometrie-Vorhersage führt. Im Verlauf des Trainings werden alle Modell-Parameter mit einem sogenannten Gradientenabstiegsverfahren so angepasst, dass die Anzahl falsch klassifizierter Pixel über alle Trainingsbeispiele hinweg minimal ist. Nach dem Training kann das CNN eingesetzt werden, um z. B. im Rahmen des Schrittes d) für unbekannte Stapel bzw. neu erstellte Abbildungen die Position mindestens einer Begrenzungskante in der Abbildung zu erkennen.
Insbesondere wird in einem weiteren Schritt aus der Bewertung der Ablagegenauigkeit gemäß Schritt d) mindestens ein für die Herstellung des jeweiligen Stapels verwendeter Prozessparameter bestimmt und verändert, so dass eine Ablagegenauigkeit für weitere Stapel verbessert wird.
Insbesondere kann also, wenn z. B. eine Überschreitung eines Grenzwerts festgestellt wurde und/ oder im Rahmen von Nachmessungen validiert wurde, das fehlerhaft positionierte Elektrodenblatt und dessen Abweichung von der Soll-Lage bestimmt werden. Entsprechend kann aus der Kenntnis des Elektrodenblatts dessen Herstellungsprozess rückverfolgt und ggf. einstellbare Prozessparameter verändert werden.
Es wird weiter eine Messvorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens vorgeschlagen, zumindest umfassend eine Kamera und eine Lichtquelle. Insbesondere ist ein Stapel von aufeinandergestapelten Elektrodenblättern, die sich in zueinander parallelen Ebenen erstrecken, so zu der Kamera und der Lichtquelle anordenbar, dass eine Verbindungsgerade zwischen Lichtquelle und der Kamera im Wesentlichen parallel zu den Ebenen verläuft. Insbesondere ist die Lichtquelle hin zu der Kamera ausgerichtet und der Stapel zwischen der Lichtquelle und der Kamera angeordnet, so dass die Lichtstrahlen zumindest durch einen Bereich des Stapels hindurchtreten. Alternativ sind die Lichtquelle und die Kamera auf einen (gleichen) Bereich des Stapels ausgerichtet, wobei die Lichtstrahlen von dem Bereich reflektiert und von der Kamera erfasst werden.
Insbesondere umfasst die Messvorrichtung zumindest zwei Kameras und zwei Lichtquellen, wobei der Stapel mehrere Seitenflächen aufweist, die durch die Mehrzahl von Elektrodenblättern gebildet sind. Die Kameras und Lichtquellen sind so angeordnet, dass eine erste Verbindungsgerade zwischen einer ersten Kamera und einer ersten Lichtquelle durch eine erste Seitenfläche und eine zweite Seitenfläche des Stapels verläuft, die zueinander unter einem kleinsten ersten Winkel von weniger als 180 Winkelgrad angeordnet sind, und dass eine zweite Verbindungsgerade zwischen einer zweiten Kamera und einer zweiten Lichtquelle eine dritte Seitenfläche und eine vierte Seitenfläche des Stapels verläuft, die zueinander unter einem kleinsten ersten Winkel von weniger als 180 Winkelgrad, insbesondere von weniger als 150 Winkelgrad, bevorzugt von weniger als 120 Winkelgrad angeordnet sind. Insbesondere beträgt ein kleinster erster Winkel zwischen den Seitenflächen mindestens 70 Winkelgrad, bevorzugt mindestens 80 Winkelgrad.
Insbesondere umfasst die Messvorrichtung drei oder sogar vier Kameras und eine vergleichbare bzw. den Erfordernissen angepasste Anzahl an Lichtquellen. Damit kann eine Bestimmung der Ablagegenauigkeit aller Elektrodenblätter weiter beschleunigt, da Abbildungen von unterschiedlichen oder gleichen Bereichen (ggf. aus anderen Richtungen aufgenommen) gleichzeitig erzeugt und ausgewertet werden können.
Insbesondere wird ein System zur Datenverarbeitung vorgeschlagen, das Mittel aufweist, die zur Durchführung des Verfahrens geeignet ausgestattet, konfiguriert oder programmiert sind bzw. die das Verfahren ausführen.
Die Mittel umfassen z. B. einen Prozessor und einen Speicher, in dem durch den Prozessor auszuführende Befehle gespeichert sind, sowie Datenleitungen oder Übertragungseinrichtungen, die eine Übertragung von Befehlen, Messwerten, Daten oder ähnlichem zwischen den angeführten Elementen ermöglichen.
Es wird weiter ein Computerprogramm vorgeschlagen, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das beschriebene Verfahren bzw. die Schritte des beschriebenen Verfahrens auszuführen.
Es wird weiter ein computerlesbares Speichermedium vorgeschlagen, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch einen Computer diesen veranlassen, das beschriebene Verfahren bzw. die Schritte des beschriebenen Verfahrens auszuführen.
Die Ausführungen zu dem Verfahren sind insbesondere auf das System zur Datenverarbeitung und/oder das computerimplementierte Verfahren (also das Computerprogramm und das computerlesbare Speichermedium) übertragbar und umgekehrt.
Die Verwendung unbestimmter Artikel („ein“, „eine“, „einer“ und „eines“), insbesondere in den Patentansprüchen und der diese wiedergebenden Beschreibung, ist als solche und nicht als Zahlwort zu verstehen. Entsprechend damit eingeführte Begriffe bzw. Komponenten sind somit so zu verstehen, dass diese mindestens einmal vorhanden sind und insbesondere aber auch mehrfach vorhanden sein können. Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“, „zweite“, ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung. Soweit ein Bauteil mehrfach vorkommen kann („mindestens ein“), kann die Beschreibung zu einem dieser Bauteile für alle oder ein Teil der Mehrzahl dieser Bauteile gleichermaßen gelten, dies ist aber nicht zwingend.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die angeführten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:
Fig. 1: einen Stapel in einer Haltevorrichtung, in einer perspektivischen Ansicht;
Fig. 2: den Stapel nach Fig. 1 in einer Seitenansicht;
Fig. 3: eine Abbildung eines Stapels und eine Messvorrichtung mit einem darin angeordneten Stapel, mit der die Abbildung erzeugbar ist;
Fig. 4: eine weitere Messvorrichtung mit einem darin angeordneten Stapel, in einer
Draufsicht; und
Fig. 5: eine andere Messvorrichtung mit einem darin angeordneten Stapel, in einer
Draufsicht.
Die Fig. 1 zeigt einen Stapel 5 in einer Haltevorrichtung 23, in einer perspektivischen Ansicht. Fig. 2 zeigt den Stapel 5 nach Fig. 1 in einer Seitenansicht. Die Fig. 1 und 2 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Die Elektrodenblätter 1, 2, 3 umfassen Anodenblätter 1, Kathodenblätter 2 und Separatorblätter 3. Die Elektrodenblätter 1, 2, 3 erstrecken sich in zueinander parallelen Ebenen 4 und sind aufeinander gestapelt angeordnet. Die Elektrodenblätter 1 , 2, 3 bilden einen Stapel. Die Ablagegenauigkeit beschreibt eine jeweilige Position 6, 7, 8 von Begrenzungskanten 9 der Anodenblätter 1 , der Kathodenblätter 2 oder der Separatorblätter 3 in dem Stapel 5. Die Elektrodenblätter 1 , 2, 3 erstrecken sich in zueinander parallelen Ebenen 4 und bilden, aufeinander gestapelt angeordnet, den Stapel 5.
Die Elektrodenblätter 1 , 2, 3 weisen eine jeweils im Wesentlichen rechteckige Form auf. Der Stapel 5 weist mehrere Seitenflächen 16, 17 18, 19 auf, die durch die Mehrzahl von Elektrodenblättern 1 , 2, 3 gebildet sind. Die Seitenflächen 16, 17 18, 19 des Stapels 5 werden durch die Begrenzungskanten 9 der Elektrodenblätter 1, 2, 3 gebildet, hier der Separatorblätter 3, da diese zur Vermeidung von Kurzschlüssen regelmäßig eine größere Erstreckung als die Anodenblätter 1 und Kathodenblätter 2 aufweisen. Die Seitenflächen 16, 17 18, 19 erstrecken sich quer zu den Ebenen 4, entlang derer sich die Elektrodenblätter 1, 2, 3 erstrecken.
Ableiter(-fähnchen) 24 erstrecken sich über diese rechteckige Form der Elektrodenblätter 1 , 2, 3 hinaus. Diese Ableiter 24 sind im Allgemeinen unbeschichtet, also nicht mit dem Aktivmaterial beschichtet, ausgeführt und dienen der elektrischen Kontaktierung des jeweiligen Elektrodenblatts 1, 2, also des Anodenblatts 1 bzw. des Kathodenblatts 2.
In Fig. 2 ist in einer Detailansicht dargestellt, wie die Begrenzungskanten 9 der Elektrodenblätter 1 , 2, 3 in einer Soll-Anordnung angeordnet sind. Die Elektrodenblätter 1 , 2, 3 sind entlang der Stapelrichtung (quer zu den Ebenen 4 verlaufend) abwechselnd angeordnet. Die zweiten Positionen 7 der Kathodenblätter 2 sind am weitesten innen, also in dem größten Abstand zur ersten Seitenfläche 16, angeordnet. Die ersten Positionen 6 der Anodenblätter 1 liegen zwischen den zweiten Positionen 7 und den dritten Positionen 8 der Separatorblätter 3. Die erste Seitenflächen 16 des Stapels 5 wird durch die Begrenzungskanten 9 der Separatorblätter 3 gebildet.
Die Haltevorrichtung 23 umfasst hier zwei Platten, zwischen denen der Stapel 5 angeordnet ist. Über die Haltevorrichtung 23 sind die Elektrodenblätter 1, 2, 3 in ihren Positionen 6, 7, 8 festgelegt bzw. fixiert und so kann der Stapel 5 in der Messvorrichtung 10 angeordnet werden. Fig. 3 zeigt eine Abbildung eines Stapels 5 (links) und eine Messvorrichtung 10 mit einem darin angeordneten Stapel 5 (rechts), mit der die Abbildung 15 erzeugbar ist. Auf die Ausführungen zu den Fig. 1 und 2 wird verwiesen.
Die Messvorrichtung 10 weist eine Kamera 11 und eine Lichtquelle 12 auf. Der Stapel 5 wird in Schritt a) so zwischen der Lichtquelle 12 und der Kamera 11 angeordnet, dass die Verbindungsgerade 27 (hier parallel zu den kollimierten Lichtstrahlen 13 verlaufend) durch eine erste Seitenfläche 16 und eine zweite Seitenfläche 17 verläuft, die zueinander unter einem kleinsten ersten Winkel 20 von 90 Winkelgrad angeordnet sind und aneinander angrenzen.
Gemäß Schritt b) erfolgt ein Beleuchten des Stapels 5 mit der Lichtquelle 12, so dass Lichtstrahlen 13 durch einen Bereich 14 des Stapels 5 hindurchtreten und von der Kamera 11 erfasst werden. Der Bereich 14 umfasst eine durch die aneinandergrenzenden Seitenflächen 16, 17 gebildete Kante 25 des Stapels 5.
Die Verbindungsgerade 27 verläuft unter einem kleinsten zweiten Winkel 26 von ca. 45 Winkelgrad zu der ersten Seitenfläche 16 und zu der zweiten Seitenfläche 17.
Der Stapel 5 wird also zumindest teilweise durchleuchtet. Dabei können nur die Lichtstrahlen 13 der Lichtquelle 12 von der Kamera 11 erfasst werden, die durch den Stapel 5 hindurchtreten, also z. B. durch Freiräume, die zwischen den Elektrodenblättern 1 , 2, 3 vorliegen.
Die Lichtstrahlen 13 der Lichtquelle 12 erfassen die übereinander angeordneten Begrenzungskanten 9 der Elektrodenblätter 1, 2, 3, so dass durch die Kamera 11 eine zweidimensionale Abbildung 15 der Begrenzungskanten 9 des Stapels 5 erfasst und aufgenommen werden kann.
Gemäß Schritt c) erfolgt ein Aufnehmen einer Abbildung 15 zumindest des Bereichs 14 des Stapels 5 mit der Kamera 11. Es erfolgt die Aufnahme einer Abbildung 15 des Bereichs 14 eines Stapels 5. Weitere Aufnahmen des Bereiches 14 bzw. anderer Bereiche 14 sind zur Bestimmung der Ablagegenauigkeit eventuell erforderlich und können durch Änderungen der Position des Stapels 5 oder durch Änderungen der Position von Kamera 11 bzw. Lichtquelle 12 erzeugt werden. Weitere Abbildungen 15 mindestens eines anderen Bereiches 14 (gebildet durch andere Seitenflächen 18, 19; siehe Fig. 4) können so aufgenommen und ausgewertet werden. Gemäß Schritt d) erfolgt ein Auswerten der Abbildung 15 und ein Bestimmen der Position 6, 7, 8 der in dem Bereich 14 angeordneten Begrenzungskanten 9 zumindest der Anodenblätter 1 und der Kathodenblätter 2. Die Auswertung erfolgt durch ein System 28 zur Datenverarbeitung.
Fig. 4 zeigt eine weitere Messvorrichtung 10 mit einem darin angeordneten Stapel 5, in einer Draufsicht. Auf die Ausführungen zu den Fig. 1 bis 3 wird verwiesen.
Die Elektrodenblätter 1 , 2, 3 weisen eine jeweils im Wesentlichen rechteckige Form auf. Der Stapel 5 weist mehrere Seitenflächen 16, 17 18, 19 auf, die durch die Mehrzahl von Elektrodenblättern 1 , 2, 3 gebildet sind. Die Seitenflächen 16, 17 18, 19 des Stapels 5 werden durch die Begrenzungskanten 9 der Elektrodenblätter 1, 2, 3 gebildet, hier der Separatorblätter 3. Die Seitenflächen 16, 17 18, 19 erstrecken sich quer zu den Ebenen 4, entlang derer sich die Elektrodenblätter 1 , 2, 3 erstrecken. Ableiter(-fähnchen) 24 erstrecken sich über diese rechteckige Form der Elektrodenblätter 1 , 2, 3 hinaus. Der Stapel 5 ist in einer Haltevorrichtung 23 angeordnet.
Die Messvorrichtung 10 umfasst eine erste Kamera 11 und eine erste Lichtquelle 12 sowie eine zweite Kamera 21 und eine zweite Lichtquelle 22. Der Stapel 5 wird in Schritt a) so zwischen der ersten Lichtquelle 12 und der ersten Kamera 11 sowie gleichzeitig zwischen der zweiten Lichtquelle 22 und der zweiten Kamera 21 angeordnet, dass die jeweilige Verbindungsgerade 27 durch eine erste Seitenfläche 16 und eine zweite Seitenfläche 17 bzw. durch eine dritte Seitenfläche 18 und eine vierte Seitenfläche 19 verläuft.
Die erste Seitenfläche 16 und die zweite Seitenfläche 17 sind zueinander unter einem kleinsten ersten Winkel 20 von 90 Winkelgrad angeordnet und grenzen aneinander an. Gemäß Schritt b) erfolgt ein Beleuchten des Stapels 5 mit der ersten Lichtquelle 12, so dass Lichtstrahlen 13 durch einen Bereich 14 des Stapels 5 hindurchtreten und von der ersten Kamera 11 erfasst werden. Der Bereich 14 umfasst eine durch die aneinandergrenzenden Seitenflächen 16, 17 gebildete Kante 25 des Stapels 5. Die Verbindungsgerade 27 verläuft unter einem zweiten Winkel 26 von ca. 30 Winkelgrad zu der ersten Seitenfläche 16 und unter einem kleinsten zweiten Winkel 26 von ca. 60 Winkelgrad zu der zweiten Seitenfläche 17.
Die dritte Seitenfläche 18 und die vierte Seitenfläche 19 sind zueinander unter einem kleinsten ersten Winkel 20 von 90 Winkelgrad angeordnet und grenzen aneinander an. Gemäß Schritt b) erfolgt (auch) ein Beleuchten des Stapels 5 mit der zweiten Lichtquelle 22, so dass Lichtstrahlen 13 durch einen weiteren Bereich 14 des Stapels 5 hindurchtreten und von der zweiten Kamera 21 erfasst werden. Der Bereich 14 umfasst eine durch die aneinandergrenzenden Seitenflächen 18, 19 gebildete Kante 25 des Stapels 5. Die Verbindungsgerade 27 verläuft unter einem kleinsten zweiten Winkel 26 von ca. 30 Winkelgrad zu der dritten Seitenfläche 18 und unter einem kleinsten zweiten Winkel 26 von ca. 60 Winkelgrad zu der vierten Seitenfläche 19.
Gemäß Schritt c) erfolgt ein Aufnehmen der Abbildungen 15 der zwei Bereiche 14 des Stapels 5 mit der jeweiligen Kamera 11 , 21. Es erfolgt die Aufnahme nur der zwei Abbildungen 15 der zwei Bereiche 14 des Stapels 5. Weitere Aufnahmen von Bereichen 14 können zur Bestimmung der Ablagegenauigkeit nacheinander oder eben gleichzeitig erzeugt werden.
Gemäß Schritt d) erfolgt ein Auswerten der Abbildungen 15 und ein Bestimmen der Position 6, 7, 8 der in dem jeweiligen Bereich 14 angeordneten Begrenzungskanten 9 zumindest der Anodenblätter 1 und der Kathodenblätter 2. Die Auswertung erfolgt durch ein System 28 zur Datenverarbeitung.
Fig. 5 zeigt eine andere Messvorrichtung 10 mit einem darin angeordneten Stapel 5, in einer Draufsicht. Auf die Ausführungen zu den Fig. 1 bis 4 und insbesondere zu Fig. 3 und 4 wird verwiesen.
Die Messvorrichtung 10 umfasst zwei Düsen 29, durch die der jeweilige Bereich 14 zumindest während der Schritte b) und c) mit einem Gasstrom 30 beaufschlagbar ist. Die Düse 29 ist jeweils so positioniert, dass die Elektrodenblätter 1 , 2, 3 durch den Gasstrom 30 aufgefächert bzw. ausgerichtet werden (siehe Detail rechts unten in der Fig. 5). Dadurch kann das Durchtreten der Lichtstrahlen 13 durch die Elektrodenblätter 1 , 2, 3 verbessert werden.
Bezugszeichenliste
Anodenblatt (Elektrodenblatt) Kathodenblatt (Elektrodenblatt) Separatorblatt (Elektrodenblatt) Ebene Stapel erste Position zweite Position dritte Position Begrenzungskante Messvorrichtung (erste) Kamera (erste) Lichtquelle Lichtstrahl Bereich Abbildung erste Seitenfläche zweite Seitenfläche dritte Seitenfläche vierte Seitenfläche erster Winkel zweite Kamera zweite Lichtquelle Haltevorrichtung Ableiter Kante zweiter Winkel Verbindungsgerade System Düse Gasstrom

Claims

Patentansprüche Verfahren zur Bestimmung einer Ablagegenauigkeit einer Mehrzahl von Elektrodenblättern (1 , 2, 3), die wenigstens je ein Anodenblatt (1), ein Kathodenblatt (2) und ein Separatorblatt (3) umfassen, wobei sich die Elektrodenblätter (1 , 2, 3) in zueinander parallelen Ebenen (4) erstrecken und aufeinander gestapelt angeordnet sind und einen Stapel (5) bilden; wobei die Ablagegenauigkeit eine jeweilige Position (6, 7, 8) zumindest von Begrenzungskanten (9) des Anodenblatts (1), des Kathodenblatts (2) oder des Separatorblatts (3) in dem Stapel (5) beschreibt; wobei das Verfahren mit einer Messvorrichtung (10) durchgeführt wird, die zumindest eine Kamera (11) und eine Lichtquelle (12) aufweist, und zumindest die folgenden Schritte umfasst: a) Bereitstellen des Stapels (5) und Anordnen des Stapels (5) in der Messvorrichtung (10); wobei eine Verbindungsgerade (27) zwischen der Lichtquelle (12) und der Kamera (11) im Wesentlichen parallel zu den Ebenen (4) verläuft; b) Beleuchten des Stapels (5) mit der Lichtquelle (12), so dass Lichtstrahlen (13) zumindest durch einen Bereich (14) des Stapels (5) hindurchtreten oder von dem Bereich (14) reflektiert werden, wobei die Lichtstrahlen (13) von der Kamera (11) erfasst werden; c) Aufnehmen einer Abbildung (15) zumindest des Bereichs (14) des Stapels (5) mit der Kamera (11); d) Auswerten der Abbildung (15) und Bestimmen der Position (6, 7, 8) der in dem Bereich (14) angeordneten Begrenzungskanten (9) zumindest des Anodenblatts (1), des Kathodenblatts (2) oder des Separatorblatts (3). Verfahren nach Patentanspruch 1, wobei der Stapel (5) mehrere Seitenflächen (16, 17, 18, 19) aufweist, die durch die Mehrzahl von Elektrodenblättern (1 , 2, 3) gebildet sind; wobei der Stapel (5) in Schritt a) so zwischen der Lichtquelle (12) und der Kamera (11) angeordnet wird, dass die Verbindungsgerade (27) durch eine erste Seitenfläche (16) und eine zweite Seitenfläche (17) verläuft, die zueinander unter einem kleinsten ersten Winkel (20) von weniger als 180 Winkelgrad angeordnet sind. Verfahren nach Patentanspruch 2, wobei die erste Seitenfläche (16) und die zweite Seitenfläche (17) aneinander angrenzend angeordnet sind. Verfahren nach Patentanspruch 3, wobei der Bereich (14) eine durch die aneinander angrenzenden Seitenflächen (16, 17) gebildete Kante (25) des Stapels (5) umfasst. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei in Schritt d) zumindest die Positionen (6, 7, 8) der Begrenzungskanten (9) des Anodenblatts (1) und des Kathodenblatts (2) bestimmt werden. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Lichtquelle (12) sichtbares Licht erzeugt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Lichtstrahlen (13) zumindest kohärent oder kollimiert sind und im Wesentlichen parallel zu den Ebenen (4) verlaufen. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei zumindest für Schritt d) eine künstliche Intelligenz eingesetzt wird. Messvorrichtung (10) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, zumindest umfassend eine Kamera (11) und eine Lichtquelle (12), wobei ein Stapel (5) von aufeinandergestapelten Elektrodenblättern (1 , 2, 3), die sich in zueinander parallelen Ebenen (4) erstrecken, so zu der Kamera (11) und der Lichtquelle (12) anordenbar ist, das eine Verbindungsgerade (27) zwischen der Lichtquelle (12) und der Kamera (11) im Wesentlichen parallel zu den Ebenen (4) verläuft. Messvorrichtung (10) nach Patentanspruch 9, zumindest umfassend zwei Kameras (11 , 21) und zwei Lichtquellen (12, 22), wobei der Stapel (5) mehrere Seitenflächen (16, 17, 18, 19) aufweist, die durch die Mehrzahl von Elektrodenblättern (1 , 2, 3) gebildet sind; wobei die Kameras (11 , 21) und Lichtquellen (12, 22) so angeordnet sind, dass eine erste Verbindungsgerade (27) zwischen einer ersten Kamera (11) und einer ersten Lichtquelle (12) durch eine erste Seitenfläche (16) und eine zweite Seitenfläche (17) des Stapels (5) verläuft, die zueinander unter einem kleinsten ersten Winkel (20) von weniger als 180 Winkelgrad angeordnet sind, und dass eine zweite Verbindungsgerade (27) zwischen einer zweiten Kamera (21) und einer zweiten Lichtquelle (22) eine dritte Seitenfläche (18) und eine vierte Seitenfläche (19) des Stapels (5) verläuft, die zueinander unter einem kleinsten Winkel (20) von weniger als 180 Winkelgrad angeordnet sind.
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