ES3034485T3 - Apparatus and method for inspecting a secondary cell - Google Patents

Apparatus and method for inspecting a secondary cell

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ES3034485T3
ES3034485T3 ES23749131T ES23749131T ES3034485T3 ES 3034485 T3 ES3034485 T3 ES 3034485T3 ES 23749131 T ES23749131 T ES 23749131T ES 23749131 T ES23749131 T ES 23749131T ES 3034485 T3 ES3034485 T3 ES 3034485T3
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Delphine Vidal
Drew Heilman
Jeong Hyun Kim
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Abstract

Se describe un aparato de inspección (1) para inspeccionar al menos una celda secundaria (110). Este aparato comprende: una pieza de soporte fija (101); una pieza móvil (102); piezas de presión (103) instaladas entre la pieza de soporte (101) y la pieza móvil (102), que se mueven libremente a lo largo del eje principal (X). Dos piezas de presión adyacentes (103) definen un espacio (120) para alojar una celda secundaria (110). Cada pieza de presión (103) en contacto con la celda secundaria (110) comprende un sensor de temperatura (109), diseñado para medir la temperatura de la celda secundaria (110), sometida a presión entre las piezas de presión (103). La invención también se refiere a un método de inspección para inspeccionar al menos una celda secundaria. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato y método para inspeccionar una celda secundaria
Campo técnico de la invención
La presente invención se refiere al campo de la detección de defectos en una celda secundaria, en particular, la presente invención se refiere a un aparato de inspección y a un método para inspeccionar al menos una celda secundaria.
Antecedentes técnicos
Cuando se fabrican celdas secundarias, es decir, baterías eléctricas que pueden cargarse, descargarse en una carga eléctrica y recargarse muchas veces, y en particular bolsas flexibles para celdas secundarias, la contaminación de la celda secundaria es un problema frecuente. Esta contaminación puede ser causada, por ejemplo, por una partícula metálica o una rebaba que permanece en la superficie de un electrodo dentro de la celda secundaria.
De hecho, en las celdas de las baterías de iones de litio, la presencia no deseada de contaminación entre dos electrodos puede provocar un cortocircuito interno dentro de la batería de iones de litio, lo que provoca fallos, daños y, en casos graves, la ignición de la batería.
Esta contaminación es particularmente difícil de detectar en las celdas secundarias. Se han hecho muchos intentos para resolver este problema. Por ejemplo, el documento EP3415938 A1 describe una técnica para detectar un defecto de bajo voltaje que puede ocurrir en una celda secundaria, que comprende una etapa de ensamblaje de una batería secundaria, una etapa de envejecimiento de la celda secundaria ensamblada, una etapa de carga de la celda secundaria envejecida y una etapa de detección de un defecto en la celda secundaria. Si la celda secundaria muestra una caída de voltaje mayor que su tasa de autodescarga normal, se considera que se ha producido un defecto de bajo voltaje en la celda secundaria.
Sin embargo, la técnica descrita en el documento EP3415938 A1 consume mucho tiempo debido a las largas etapas de envejecimiento implicadas. De forma adicional, la técnica descrita no tiene en cuenta la influencia de la variación de temperatura sobre los parámetros medidos.
Un objetivo de la presente invención es inspeccionar con precisión, facilidad y rapidez si un contaminante está presente en el interior de una celda secundaria.
Resumen de la invención
Con este fin, la invención se refiere a un aparato de inspección para inspeccionar al menos una celda secundaria, comprendiendo el aparato de inspección:
- un elemento de soporte fijo;
- un elemento móvil que se instala para estar orientado hacia el elemento de soporte y se puede mover con respecto al elemento de soporte a lo largo de un eje principal en una primera dirección hacia el elemento de soporte y en una segunda dirección opuesta a la primera dirección, siendo cada dirección a lo largo del eje principal;
- elementos de presión instalados entre el elemento de soporte y el elemento móvil, pudiéndose mover libremente dichos elementos de presión a lo largo del eje principal, definiendo dos elementos de presión adyacentes un espacio para recibir una celda secundaria;
- una unidad de accionamiento configurada para funcionar en un primer estado en el que la unidad de accionamiento presiona la al menos una celda secundaria ubicada entre los elementos de presión en ambos lados, y un segundo estado en el que la unidad de accionamiento libera la al menos una celda secundaria;
- una unidad de medición de presión configurada para medir la presión aplicada por la unidad de accionamiento;
- una unidad de control de corriente que comprende una fuente de alimentación configurada para aplicar un voltaje a la al menos una celda secundaria, y una unidad de medición de corriente para medir una corriente correspondiente a través de la al menos una celda secundaria;
- cada elemento de presión que está en contacto con la al menos una celda secundaria comprende un sensor de temperatura, estando diseñado el sensor de temperatura para medir la temperatura de la al menos una celda secundaria que está sometida a presión entre los elementos de presión, comprendiendo el aparato de inspección una unidad de corrección de corriente configurada para corregir la corriente medida por la unidad de medición de corriente para tener en cuenta un valor de temperatura de la al menos una celda secundaria medido por el sensor de temperatura.
Según una realización de la invención, el aparato de inspección comprende además un elemento de guía configurado para guiar cada elemento de presión para que se mueva a lo largo del eje principal libremente en la primera dirección y en la segunda dirección para ajustar el espacio que separa dos elementos de presión adyacentes.
Según una realización de la invención, el sensor de temperatura comprende uno de los siguientes elementos: un termopar, un detector de temperatura con resistencia, un termistor, un sensor de temperatura con circuito integrado. Según una realización de la invención, el sensor de temperatura tiene una resolución de entre 0,05 °C y 0,5 °C. Según una realización de la invención, el sensor de temperatura tiene un intervalo de temperatura de funcionamiento de entre 5 °C y 120 °C.
Según una realización de la invención, la fuente de alimentación es capaz de aplicar un voltaje para alcanzar un valor de voltaje con respecto a la al menos una celda secundaria presionada por el elemento de presión.
Según una realización, el aparato de inspección comprende un módulo de electrodo conectado a cada uno de los terminales de electrodo de la al menos una celda secundaria para de este modo aplicar o recibir corriente.
Según una realización, la unidad de corrección de corriente está configurada para corregir la corriente medida por la unidad de medición de corriente sobre la base de una curva de calibración de corriente o voltaje.
Según una realización, el aparato de inspección comprende además un controlador que está conectado a la unidad de accionamiento de presión, al módulo de electrodo y a la unidad de corrección de corriente, respectivamente, para controlar la operación de presionado y liberación de la unidad de accionamiento de presión, y para determinar si hay o no un fallo en la al menos una celda secundaria comparando el valor de corriente corregido dado por la unidad de corrección de corriente y un valor de corriente de referencia.
Según una realización, el aparato de inspección comprende un marco para su instalación sobre un soporte, instalándose el elemento de soporte para ser perpendicular al marco,
el marco comprende un bastidor que descansa sobre el soporte y un par de marcos de soporte proporcionados a cada lado del bastidor para estar uno frente al otro,
y en donde:
la unidad de medición de presión comprende un sensor de presión interpuesto entre un miembro fijo fijado para estar orientado hacia el elemento de soporte y el marco de soporte proporcionado en un lado del bastidor, estando diseñado el sensor de presión para medir una presión cuando los elementos de presión presionan la al menos una celda secundaria cuando la unidad de accionamiento está en su primer estado de funcionamiento. Según una realización, la unidad de medición de presión comprende un sensor de presión entre dos elementos de presión adyacentes de los elementos de presión.
Según una realización, el espacio está diseñado para recibir una única celda secundaria.
Según una realización, el elemento móvil puede trasladarse en la primera dirección y la segunda dirección, entre una primera posición correspondiente al primer estado y una segunda posición correspondiente al segundo estado. La invención también se refiere a un método de inspección para inspeccionar al menos una celda secundaria, comprendiendo el método de inspección las siguientes etapas:
- proporcionar un aparato de inspección como se ha descrito anteriormente;
- proporcionar la al menos una celda secundaria a inspeccionar;
- introducir la al menos una celda secundaria en el aparato de inspección de modo que la al menos una celda secundaria se introduzca entre dos elementos de presión adyacentes;
- aplicar presión a y liberar la al menos una celda secundaria entre los elementos de presión en ambos lados moviendo el elemento móvil con respecto al elemento de soporte a lo largo de un eje principal en una primera dirección y una segunda dirección opuestas entre sí a lo largo del eje principal;
- medir la presión aplicada a la al menos una celda secundaria usando la unidad de medición de presión para determinar si la presión aplicada está dentro de un intervalo de presión predefinido;
- aplicar un voltaje a la al menos una celda secundaria y medir una corriente correspondiente a través de la al menos una celda secundaria;
- medir la temperatura de la al menos una celda secundaria con un sensor de temperatura incluido en cada elemento de presión que está en contacto con la al menos una celda secundaria que está presionada por los elementos de presión; - corregir un valor de corriente medido sobre la base del valor de temperatura, medido por el sensor de temperatura, de la al menos una celda secundaria;
- comparar el valor de corriente corregido con un valor de corriente de referencia;
- clasificar la al menos una celda secundaria como funcional o defectuosa sobre la base de la comparación entre el valor de corriente corregido y el valor de corriente de referencia, de modo que:
si el valor de corriente corregido supera el valor de corriente de referencia, la al menos una celda secundaria se considera defectuosa,
si el valor de corriente corregido es inferior al valor de corriente de referencia, la al menos una celda secundaria se considera funcional.
Según una realización, la etapa de proporcionar la al menos una celda secundaria comprende las siguientes subetapas: - ensamblar un primer electrodo y un segundo electrodo y un separador interpuesto entre el primer electrodo y el segundo electrodo para crear una bobina o pila;
- colocar la bobina o pila en una caja o bolsa;
- llenar la caja o bolsa con un electrolito;
- sellar herméticamente la caja o bolsa para obtener la al menos una celda secundaria;
- cargar la al menos una celda secundaria a un estado de carga predeterminado para formar una interfase de electrolito sólido sobre la superficie del primer electrodo antes de colocar la al menos una celda secundaria en el aparato de inspección.
Breve descripción de las figuras
La invención se describirá ahora, a manera de ejemplo solamente, con referencia a las figuras adjuntas, en las que:
[Fig.1] La figura 1 muestra una vista en perspectiva, una vista superior y una vista lateral de un aparato de inspección según la invención.
[Fig.2] La figura 2 es una vista en sección transversal del aparato de inspección según la figura 1.
[Fig.3] La figura 3 es una vista despiezada que muestra el interior de un elemento de presión incluido en el aparato de inspección y configurado para presionar al menos una celda secundaria.
[Fig.4] La figura 4 es una vista superior en sección transversal de otra realización del elemento de presión de la figura 3, que comprende conductos de cable incorporados en el elemento de presión.
[Fig.5] La figura 5 es una vista esquemática del interior de al menos una celda secundaria que está presionada dentro del aparato de inspección.
En estas figuras, se usan los mismos números de referencia para designar los mismos elementos. Por motivos de claridad, las figuras no se reproducen necesariamente a escala. Se pueden encontrar características adicionales en la siguiente descripción.
Descripción detallada
La invención se refiere a un aparato 1 de inspección para inspeccionar al menos una celda secundaria 110, que puede ser una bolsa de celdas, por ejemplo.
El aparato 1 de inspección se muestra en la figura 1 y la figura 2 y comprende un elemento 101 de soporte fijo.
El elemento 101 de soporte se puede instalar para ser perpendicular a un marco diseñado para instalarse sobre un soporte, y el marco puede comprender un bastidor 112 que descansa sobre el soporte y un par de marcos 111 de soporte proporcionados a cada lado del bastidor 112 para estar uno frente al otro.
El aparato 1 de inspección también comprende un elemento móvil 102 que se instala para estar orientado hacia el elemento 101 de soporte y se puede mover con respecto al elemento 101 de soporte a lo largo de un eje principal X en una primera dirección hacia el elemento 101 de soporte y en una segunda dirección opuesta a la primera dirección, siendo cada dirección a lo largo del eje principal X.
La primera dirección se define como la dirección en la que el elemento móvil 102 se mueve hacia el elemento 101 de soporte, y la segunda dirección se define como la dirección en la que el elemento móvil 102 mueve lejos del elemento 101 de soporte.
El aparato de inspección también comprende elementos 103 de presión instalados entre el elemento 101 de soporte y el elemento móvil 102, y que se pueden mover libremente a lo largo del eje principal X. Dos elementos 103 de presión adyacentes definen un espacio 120 para recibir una celda secundaria 110.
El espacio 120 está diseñado para recibir una única celda secundaria 110. Al recibir solo una celda secundaria, es posible realizar mediciones precisas en la celda 110.
En particular, los elementos 103 de presión pueden ser paneles de presión que se pueden instalar en paralelo entre el elemento 101 de soporte y el elemento móvil 102.
El aparato 1 de inspección también comprende:
- un elemento 104 de guía diseñado para guiar cada elemento 103 de presión para que se mueva a lo largo del eje principal X libremente en la primera dirección y en la segunda dirección para ajustar el espacio 120 que separa dos elementos 103 de presión adyacentes; y
- una unidad 105 de accionamiento configurada para funcionar en un primer estado en el que la unidad 105 de accionamiento presiona la al menos una celda secundaria 110 ubicada entre los elementos 103 de presión en ambos lados, y un segundo estado en el que la unidad 105 de accionamiento libera la al menos una celda secundaria 110,
se obtiene un cambio de funcionamiento entre el primer estado y el segundo estado moviendo el elemento móvil 102 en la primera dirección y en la segunda dirección;
- una unidad de medición de presión configurada para medir la presión aplicada por la unidad 105 de accionamiento.
De forma ventajosa, el elemento 104 de guía proporciona placas sustancialmente paralelas, lo que permite obtener mediciones de presión utilizables.
Según una realización, la unidad de medición de presión comprende un sensor 106 de presión interpuesto entre un miembro fijo fijado para estar orientado hacia el elemento 101 de soporte y el marco de soporte proporcionado en un lado del bastidor 112, y el sensor 106 de presión puede diseñarse para medir una presión cuando los elementos 103 de presión presionan la al menos una celda secundaria 110 cuando la unidad 105 de accionamiento está en su primer estado de funcionamiento.
Según una realización, la unidad de medición de presión comprende un sensor de presión entre dos elementos 103 de presión adyacentes, y el sensor 106 de presión puede ser una celda de carga, un extensómetro, una resistencia sensible a la fuerza o una combinación de todos los sensores de presión mencionados anteriormente.
El aparato 1 de inspección puede comprender además una unidad de soporte elástica configurada para soportar elásticamente el elemento 101 de soporte para devolverlo al lado del elemento de presión, en donde la unidad de soporte elástica puede comprender un miembro fijo fijado para estar orientado hacia el elemento 101 de soporte y un resorte 107 de compresión insertado en el elemento 104 de guía para posicionarse entre el miembro fijo y el elemento 101 de soporte.
El aparato de inspección es notable porque cada elemento 103 de presión que está en contacto con la al menos una celda secundaria 110 comprende un sensor 109 de temperatura, como se puede ver en la figura 3 y la figura 4. El sensor 109 de temperatura está diseñado para medir la temperatura de la al menos una celda secundaria 110, que está presionada entre los elementos 103 de presión.
Según una realización, el sensor 109 de temperatura comprende uno de los siguientes elementos: un termopar, un detector de temperatura con resistencia, un termistor, un sensor de temperatura con circuito integrado, y el sensor 109 de temperatura tiene una resolución de entre 0,05 °C y 0,5 °C.
Según una realización mostrada en la figura 4, un conducto 130 de cable está conectado al sensor 109 de temperatura, y tanto el conducto 130 de cable como el sensor 109 de temperatura están incrustados en el elemento 103 de presión. Esto permite medir de forma ventajosa el valor de temperatura evitando al mismo tiempo un exceso de espesor.
Este intervalo de resolución permite detectar con precisión la temperatura de al menos una celda secundaria 110. El sensor 109 de temperatura puede tener un intervalo de temperatura de funcionamiento de entre 5 °C y 120 °C. De forma ventajosa, este intervalo de temperatura de funcionamiento se adapta a las condiciones de funcionamiento del aparato 1 de inspección.
El aparato 1 de inspección comprende además una unidad de control de corriente diseñada para aplicar un voltaje a la al menos una celda secundaria 110 y para medir una corriente correspondiente a través de la al menos una celda secundaria 110.
La unidad de control de corriente puede comprender:
- una fuente de alimentación para aplicar un voltaje para alcanzar un valor de voltaje predeterminado con respecto a la al menos una celda secundaria 110 presionada por los elementos 103 de presión; y
- una unidad de medición de corriente para medir un valor de corriente que fluye a través de la al menos una celda secundaria 110.
De forma ventajosa, la unidad de control de corriente monitoriza la corriente de la al menos una celda secundaria 110 presionada, midiendo de este modo la corriente que fluye a través de la al menos una celda secundaria 110. La unidad de control de corriente aplica un voltaje predeterminado a la al menos una celda secundaria 110 y mide la corriente de la al menos una celda secundaria 110.
El aparato 1 de inspección comprende además un módulo de electrodo conectado a cada uno de los terminales de electrodo de la al menos una celda secundaria 110 para de este modo aplicar o recibir corriente.
El aparato 1 de inspección puede comprender además una unidad de corrección de corriente para corregir la corriente medida por la unidad de medición de corriente para tener en cuenta un valor de temperatura de la al menos una celda secundaria 110 medido por el sensor 109 de temperatura.
La unidad de corrección de corriente está configurada para corregir la corriente medida por la unidad de medición de corriente sobre la base de una curva de calibración de corriente o voltaje.
La curva de calibración puede ser un gráfico que proporciona valores de corriente o voltaje predefinidos para la al menos una celda secundaria 110 sobre la base de la temperatura de la al menos una celda secundaria 110. Estos valores de corriente y voltaje predefinidos se pueden determinar experimentalmente.
Estos valores pueden variar dependiendo de la retroalimentación y la recopilación de datos, después de la producción e inspección de varias celdas secundarias.
Por “ corrección de la corriente medida” se entiende que el valor de corriente medido por la unidad de control de corriente es erróneo debido a la dependencia de la temperatura de la corriente medida, y que este valor es analizado por la unidad de corrección de corriente teniendo en cuenta la dependencia de la temperatura de la corriente medida, para proporcionar un valor de corriente corregido que tenga en cuenta la dependencia de la temperatura de la corriente. Este valor de corriente corregido se compara con el valor de corriente de referencia.
Según otra realización, el valor de corriente medido se compara con un valor de corriente de referencia corregido, lo que significa que, para cada valor de temperatura, el valor de corriente de referencia sería diferente.
El aparato 1 de inspección comprende además un controlador que está conectado a la unidad de accionamiento de presión, al módulo de electrodo y a la unidad de corrección de corriente, respectivamente, para controlar la operación de presionado y liberación de la unidad de accionamiento de presión, y para determinar si hay o no un fallo en la al menos una celda secundaria 110 comparando el valor de corriente corregido dado por la unidad de corrección de corriente y un valor de corriente de referencia.
El controlador puede determinar si hay un defecto comparando un valor promedio de los valores de corriente medidos por la unidad de control de corriente con el valor de referencia durante un período de tiempo predeterminado, que puede depender de los parámetros controlados por el usuario del aparato de inspección. El período de tiempo predeterminado puede ser de 1 a 30 segundos.
El valor de la corriente de referencia se puede determinar a partir de la experimentación, por ejemplo, haciendo referencia a una curva de calibración o a un gráfico que muestra si la al menos una celda secundaria 110 es defectuosa o no sobre la base del valor de corriente medido.
El aparato 1 de inspección puede inspeccionar numerosas celdas secundarias 110 simultáneamente.
El aparato 1 de inspección está diseñado para presionar la al menos una celda secundaria 110 para permitir o mejorar el contacto físico entre el primer electrodo 201 y el segundo electrodo 202 a través del contaminante 2 para inducir que una corriente eléctrica fluya a través del contaminante 2 entre el primer electrodo 201 y el segundo electrodo 202. Como puede verse en la figura 5, la presión aplicada a la al menos una celda secundaria 110 mejora la detección de un potencial contaminante 2 dentro de la al menos una celda secundaria 110; la corriente que fluye a través del contaminante 2 es, por lo tanto, más fácil de detectar.
El primer electrodo 201 puede ser un cátodo y el segundo electrodo 202 puede ser un ánodo, o viceversa.
A continuación se describirá el funcionamiento del aparato 1 de inspección.
Cuando la al menos una celda secundaria 110 se inserta en el aparato 1 de inspección, el elemento móvil 102, instalado para estar orientado hacia el elemento 101 de soporte, es movido en la primera dirección y en la segunda dirección a lo largo del eje principal X por la unidad 105 de accionamiento para presionar y despresionar los elementos 103 de presión.
El elemento móvil 102 se mueve en la primera dirección a lo largo del eje principal X para presionar la al menos una celda secundaria 110. Se aplica un potencial predeterminado a la celda y, a continuación, se mide la corriente en la al menos una celda secundaria 110; después de que se ha medido la corriente, el elemento móvil 102 se mueve en la segunda dirección a lo largo del eje principal X para liberar la al menos una celda secundaria 110.
El elemento móvil 102 es trasladable en la primera dirección y la segunda dirección, entre una primera posición y una segunda posición. La primera posición corresponde al primer estado en el que las celdas son presionadas por la unidad 105 de accionamiento, y la segunda posición corresponde al segundo estado en el que las celdas son liberadas por la unidad 105 de accionamiento.
Los elementos 103 de presión presionan la parte de cuerpo de la al menos una celda secundaria 110. En este caso, la parte de cuerpo se refiere a la parte de cuerpo de la al menos una celda secundaria 110, con la excepción del terminal de electrodo que sobresale desde la al menos una celda secundaria 110.
Cuando los elementos 103 de presión presionan la al menos una celda secundaria 110, la unidad de medición de presión puede interponerse entre el miembro fijo el marco de soporte para medir la presión.
Si la presión aplicada a la al menos una celda secundaria 110 es demasiado alta, el electrodo puede desprenderse o la apariencia de la al menos una celda secundaria 110 puede dañarse. Por el contrario, si la presión es demasiado baja, el primer electrodo 201 y el segundo electrodo 202 pueden no estar físicamente en contacto entre sí a través del contaminante 2, de modo que no se puede activar un cortocircuito interno, reduciendo de este modo la fiabilidad de la detección de defectos. Por lo tanto, al detectar la presión aplicada a la al menos una celda secundaria 110 a través del sensor 106 de presión, es posible comprobar si se está aplicando un nivel de presión apropiado.
La unidad de control de corriente aplica entonces un voltaje para controlar la corriente de la al menos una celda secundaria 110 bajo presión. Con este fin, la fuente de alimentación comprendida en la unidad de control de corriente aplica un voltaje a través del módulo de electrodo para alcanzar un valor de voltaje predeterminado, y la unidad de medición de corriente mide el valor de la corriente que fluye a través de la al menos una celda secundaria 110.
La unidad de control de corriente y el módulo de electrodo pueden conectarse eléctricamente mediante un cable o cualquier otro medio de conexión eléctrica.
El módulo de electrodo conecta eléctricamente la unidad de control de corriente a la al menos una celda secundaria 110. El módulo de electrodo se puede acoplar al aparato 1 de inspección. El módulo de electrodo está conectado a cada uno de los terminales de electrodo de la al menos una celda secundaria 110 y aplica la corriente aplicada por la unidad de control de corriente a la al menos una celda secundaria 110, o transfiere la corriente desde la al menos una celda secundaria 110 a la unidad de control de corriente.
Dado que la corriente medida es sensible a las variaciones de temperatura, la temperatura de la al menos una celda secundaria 110 se mide usando el sensor 109 de temperatura comprendido en cada elemento 103 de presión que está en contacto con la al menos una celda secundaria 110. Gracias a la unidad de corrección de corriente, es posible obtener un valor de corriente medido corregido que tenga en cuenta la dependencia de la temperatura de la corriente. Esto permite comparar el valor de corriente corregido con el valor de corriente de referencia teniendo en cuenta al mismo tiempo la temperatura de la celda y ayuda a evitar errores de clasificación.
A continuación, el controlador, que está conectado a la unidad 105 de accionamiento, al módulo de electrodo y a la unidad de corrección de corriente, compara el valor de corriente corregido obtenido por la unidad de corrección de corriente y el valor de corriente de referencia para determinar si hay o no un defecto. De forma adicional, el controlador puede comparar el valor de corriente corregido de la al menos una celda secundaria 110 medido por la unidad de control de corriente con un valor de referencia predeterminado de un buen producto y determinar si el valor es aceptable según criterios predeterminados. El resultado de la determinación puede visualizarse mediante una unidad de visualización, no mostrada.
Por lo tanto, el controlador determina si la al menos una celda secundaria 110 es buena o no, dependiendo de si el valor medido basándose en la cantidad de electricidad medida o el grado de aislamiento corresponde a un estándar predeterminado, y puede permitir que la unidad de visualización o un dispositivo de salida de datos visualicen el resultado de la determinación para al menos una celda secundaria 110.
La invención también se refiere a un método de inspección para inspeccionar al menos una celda secundaria 110.
El método de inspección comprende una etapa que consiste en proporcionar un aparato 1 de inspección como se describió anteriormente y una etapa que consiste en proporcionar la al menos una celda secundaria 110 a inspeccionar.
Para proporcionar la al menos una celda secundaria 110 a inspeccionar, se pueden realizar las siguientes subetapas:
- ensamblar al menos el primer electrodo 201 y el segundo electrodo 202 y un separador 203 interpuesto entre el primer electrodo 201 el segundo electrodo 202 para crear una bobina o pila;
- colocar la bobina o pila en una caja o bolsa;
- llenar la caja o bolsa con un electrolito;
- sellar herméticamente la caja o bolsa para obtener la al menos una celda secundaria 110;
- cargar la al menos una celda secundaria 110 a un estado de carga predeterminado para formar una interfase de electrolito sólido sobre la superficie del primer electrodo 201 antes de colocar la al menos una celda secundaria 110 en el aparato de inspección.
Según una posibilidad, se puede crear una bobina o pila ensamblando numerosos primeros electrodos, numerosos segundos electrodos, numerosos separadores y otras capas adicionales.
A continuación, una vez que se proporcionan el aparato 1 de inspección y la al menos una celda secundaria 110 a inspeccionar, se realizan las siguientes etapas:
- introducir la al menos una celda secundaria 110 en el aparato 1 de inspección de modo que la al menos una celda secundaria 110 se introduzca entre dos elementos 103 de presión adyacentes;
- aplicar presión a y liberar la al menos una celda secundaria 110 entre los elementos 103 de presión en ambos lados moviendo el elemento móvil 102 con respecto al elemento 101 de soporte a lo largo de un eje principal X en la primera dirección y la segunda dirección opuestas entre sí a lo largo del eje principal X;
- medir la presión aplicada a la al menos una celda secundaria 110 usando la unidad de medición de presión para determinar si la presión aplicada está ubicada dentro de un intervalo de presión predefinido que puede estar entre 200 y 5.000 kgf/cm2;
- aplicar un voltaje a la al menos una celda secundaria 110 y medir una corriente correspondiente a través de la al menos una celda secundaria 110;
- medir la temperatura de la al menos una celda secundaria 110 con un sensor 109 de temperatura incluido en cada elemento 103 de presión que está en contacto con la al menos una celda secundaria 110 que está presionada por los elementos 103 de presión;
- corregir un valor de corriente medido sobre la base del valor de temperatura, medido por el sensor 109 de temperatura, de la al menos una celda secundaria 110.
A continuación, para clasificar la al menos una celda secundaria 110 como funcional o defectuosa, se pueden realizar las siguientes etapas:
- comparar el valor de corriente corregido con un valor de corriente de referencia;
- clasificar la al menos una celda secundaria 110 como funcional o defectuosa sobre la base de la comparación entre el valor de corriente corregido y el valor de corriente de referencia, de modo que:
- si el valor de corriente corregido supera el valor de corriente de referencia, la al menos una celda secundaria 110 se considera defectuosa,
- si el valor de corriente corregido es inferior al valor de corriente de referencia, la al menos una celda secundaria 110 se considera funcional.
El sensor 106 de presión se usa para comprobar si el valor de presión aplicado es apropiado o no.
De forma ventajosa, el método de inspección descrito tiene en cuenta la dependencia de la temperatura de la corriente medida a través de la al menos una celda secundaria 110, y corrige la corriente medida antes de compararla con un valor de referencia.
La corriente medida que fluye a través de la celda secundaria depende de la temperatura y, por lo tanto, se medirá con mayor precisión usando el método de inspección descrito.
El método de inspección descrito permite una clasificación más precisa de la al menos una celda secundaria 110 que se está inspeccionando.
De forma ventajosa, el método de inspección se puede aplicar durante un método de fabricación de la al menos una celda secundaria 110 después de una fase de impregnación electrolítica y antes de una primera carga de la al menos una celda secundaria 110.
De forma ventajosa, el método de inspección se puede aplicar después de que se haya formado la celda.
El método y el aparato de inspección descritos anteriormente tienen aplicación industrial en el campo de la fabricación de celdas secundarias.
Lo que se aplica en esta descripción detallada al método de inspección también se aplica al aparato de inspección, y viceversa.

Claims (14)

  1. REIVINDICACIONES
    i.Aparato (1) de inspección para inspeccionar al menos una celda secundaria (110), comprendiendo el aparato de inspección:
    -un elemento (101) de soporte fijo;
    -un elemento móvil (102) que se instala para estar orientado hacia el elemento (101) de soporte y se puede mover con respecto al elemento (101) de soporte a lo largo de un eje principal (X) en una primera dirección hacia el elemento (101) de soporte y en una segunda dirección opuesta a la primera dirección, siendo cada dirección a lo largo del eje principal (X);
    -elementos (103) de presión instalados entre el elemento (101) de soporte y el elemento móvil (102), pudiéndose mover libremente dichos elementos (103) de presión a lo largo del eje principal (X), definiendo dos elementos (103) de presión adyacentes un espacio (120) para recibir una celda secundaria (110);
    -una unidad (105) de accionamiento configurada para funcionar en un primer estado en el que la unidad (105) de accionamiento presiona la al menos una celda secundaria (110) ubicada entre los elementos (103) de presión en ambos lados, y un segundo estado en el que la unidad (105) de accionamiento libera la al menos una celda secundaria (110);
    -una unidad de medición de presión configurada para medir la presión aplicada por la unidad (105) de accionamiento;
    -una unidad de control de corriente que comprende una fuente de alimentación configurada para aplicar un voltaje a la al menos una celda secundaria (110) y una unidad de medición de corriente para medir una corriente correspondiente a través de la al menos una celda secundaria (110) -cada elemento (103) de presión que está en contacto con la al menos una celda secundaria (110) comprende un sensor (109) de temperatura, estando diseñado el sensor (109) de temperatura para medir la temperatura de la al menos una celda secundaria (110) que está sometida a presión entre los elementos (103) de presión,
    comprendiendo el aparato (1) de inspección una unidad de corrección de corriente configurada para corregir la corriente medida por la unidad de medición de corriente sobre la base de una curva de calibración de corriente para tener en cuenta un valor de temperatura de la al menos una celda secundaria (110) medido por el sensor (109) de temperatura.
  2. 2. Aparato (1) de inspección según la reivindicación 1, que comprende además un elemento (104) de guía configurado para guiar cada elemento (103) de presión para que se mueva a lo largo del eje principal (X) libremente en la primera dirección y en la segunda dirección para ajustar el espacio (120) que separa dos elementos (103) de presión adyacentes.
  3. 3. Aparato (1) de inspección según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en donde el sensor (109) de temperatura comprende uno de los siguientes elementos: un termopar, un detector de temperatura con resistencia, un termistor y un sensor de temperatura con circuito integrado.
  4. 4. Aparato (1) de inspección según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el sensor (109) de temperatura tiene una resolución de entre 0,05 °C y 0,5 °C.
  5. 5. Aparato (1) de inspección según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el sensor (109) de temperatura tiene un intervalo de temperatura de funcionamiento de entre 5 °C y 120 °C.
  6. 6. Aparato (1) de inspección según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la fuente de alimentación es capaz de aplicar un voltaje para alcanzar un valor de voltaje con respecto a la al menos una celda secundaria presionada por el elemento de presión.
  7. 7. Aparato (1) de inspección según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende además un módulo de electrodo conectado a cada uno de los terminales de electrodo de la al menos una celda secundaria (110) para de este modo aplicar o recibir corriente.
  8. 8. Aparato (1) de inspección según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende además un controlador que está conectado a la unidad de accionamiento de presión, al módulo de electrodo y a la unidad de corrección de corriente, respectivamente, para controlar la operación de presionado y liberación de la unidad de accionamiento de presión, y para determinar si hay o no un fallo en la al menos una celda secundaria (110) comparando el valor de corriente corregido dado por la unidad de corrección de corriente y un valor de corriente de referencia.
  9. 9.Aparato de inspección según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende un marco para su instalación sobre un soporte, instalándose el elemento (101) de soporte para ser perpendicular al marco, comprendiendo el marco un bastidor (112) que descansa sobre el soporte y un par de marcos (111) de soporte proporcionados a cada lado del bastidor (112) para estar uno frente al otro, y en donde:
    la unidad de medición de presión comprende un sensor (106) de presión interpuesto entre un miembro fijo fijado para estar orientado hacia el elemento (101) de soporte y el marco de soporte proporcionado en un lado del bastidor (112),
    estando configurado el sensor (106) de presión para medir una presión cuando los elementos (103) de presión presionan la al menos una celda secundaria (110) cuando la unidad (105) de accionamiento está en su primer estado de funcionamiento.
  10. 10. Aparato (1) de inspección según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde la unidad de medición de presión comprende un sensor de presión entre dos elementos (103) de presión adyacentes de los elementos de presión.
  11. 11. Aparato (1) de inspección según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde el espacio (120) está diseñado para recibir una única celda secundaria (110).
  12. 12. Aparato (1) de inspección según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en donde el elemento móvil (102) puede trasladarse en la primera dirección y la segunda dirección, entre una primera posición correspondiente al primer estado y una segunda posición correspondiente al segundo estado.
  13. 13. Método de inspección para inspeccionar al menos una celda secundaria, comprendiendo el método de inspección las siguientes etapas:
    -proporcionar un aparato (1) de inspección según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12;
    -proporcionar la al menos una celda secundaria (110) a inspeccionar;
    -introducir la al menos una celda secundaria (110) en el aparato (1) de inspección de modo que la al menos una celda secundaria (110) se introduzca entre dos elementos (103) de presión adyacentes;
    -aplicar presión a y liberar la al menos una celda secundaria (110) entre los elementos (103) de presión en ambos lados moviendo el elemento móvil (102) con respecto al elemento (101) de soporte a lo largo de un eje principal (X) en una primera dirección y una segunda dirección opuestas entre sí a lo largo del eje principal (X);
    -medir la presión aplicada a la al menos una celda secundaria (110) usando la unidad de medición de presión para determinar si la presión aplicada está dentro de un intervalo de presión predefinido;
    -aplicar un voltaje a la al menos una celda secundaria (110) y medir una corriente correspondiente a través de la al menos una celda secundaria (110);
    -medir la temperatura de la al menos una celda secundaria (110) con un sensor (109) de temperatura incluido en cada elemento (103) de presión que está en contacto con la al menos una celda secundaria (110) que está presionada por los elementos (103) de presión;
    -corregir un valor de corriente medido sobre la base de una curva de calibración de corriente, teniendo en cuenta el valor de temperatura, medido por el sensor (109) de temperatura, de la al menos una celda secundaria (110);
    -comparar el valor de corriente corregido con un valor de corriente de referencia;
    -clasificar la al menos una celda secundaria (110) como funcional o defectuosa sobre la base de la comparación entre el valor de corriente corregido y el valor de corriente de referencia, de modo que:
    si el valor de corriente corregido supera el valor de corriente de referencia, la al menos una celda secundaria (110) se considera defectuosa,
    si el valor de corriente corregido es inferior al valor de corriente de referencia, la al menos una celda secundaria (110) se considera funcional.
  14. 14. Método de inspección según la reivindicación 13, en donde la etapa de proporcionar la al menos una celda secundaria comprende las siguientes subetapas:
    -ensamblar un primer electrodo (201) y un segundo electrodo (202) y un separador (203) interpuesto entre el primer electrodo (201) y el segundo electrodo (202) para crear una bobina o pila;
    -colocar la bobina o pila en una caja o bolsa;
    -llenar la caja o bolsa con un electrolito;
    -sellar herméticamente la caja o bolsa para obtener la al menos una celda secundaria (110);
    -cargar la al menos una celda secundaria (110) a un estado de carga predeterminado para formar una interfase de electrolito sólido sobre la superficie del primer electrodo (201) antes de colocar la al menos una celda secundaria (110) en el aparato de inspección.
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