专利名称：一种锂电池组装状态检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种锂电池，尤其涉及一种锂电池组装状态检测装置。
背景技术：
锂离子电池组装过程中，通常先将电芯装入铝制壳体，再将盖板安装在壳体的敞开端，使其与壳体之间焊接形成良好的密封。组装状态良好的电池尺寸标准，不仅有利于激光焊接工序的顺利进行，而且能够保证锂电池良好的密封性能，防止锂电池由于短路、接触不良等造成失效的状况，延长电池的充、放电寿命。 现有的锂离子电池一般都通过自动化生产线进行组装，将盖板安装在壳体的敞开端后流转至激光焊接工序进行密封焊接。然而，盖板和壳体组装过程中，有时由于设备故障、零件尺寸问题、控制失误等其他原因，难免出现不合格的组装状态，例如盖板的一端或一侧翘起，盖板装入壳体后局部位置不平整，甚至盖板整体未装入壳体等情况。这些组装不合格的锂电池盖板和壳体之间装配不紧密，因而对下一工序的激光焊接形成了一定程度的障碍。目前的锂电池生产线上，盖板和壳体组装完成后，通常需要人工检查的方法将不合格品挑选出来使其不必进入激光焊接工序，还没有专门针对锂电池组装状态的自动检测装置，显然，人工检测的方法效率低下、准确度低，不能满足自动化批量生产的工作需求。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种结构简单、准确度高的锂电池组装状态检测装置。 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是 —种锂电池组装状态检测装置，包括底座和光检测机构，所述底座上设有用于放置锂电池的检测位；所述光检测机构与锂电池的盖板所在端相对应，所述光检测机构发射与锂电池的侧面相垂直的检测光，这些检测光形成的光覆盖区域包括锂电池的组装状态检测区域。 所述光检测机构与锂电池的盖板所在端相对应，所述组装状态检测区域为锂电池壳体的上边缘以上的区域。 所述光检测机构包括光发射端和光接收端，所述光发射端和光接收端分别位于锂
电池的两侧，且两者的位置相对应。 所述光检测机构为反射式光检测机 。 还包括夹紧机构，所述夹紧机构包括夹紧汽缸和分布在锂电池两侧的夹紧块，所述夹紧块位于所述光检测机构和检测位之间，并在所述夹紧汽缸的控制下夹紧或松开锂电池。 还包括固定架和高度调节机构，所述光检测机构通过所述高度调节机构安装在所
述固定架上，所述固定架固定在所述夹紧块上并随夹紧块一起靠近或远离锂电池。 所述高度调节机构为设置在所述固定架上的柱状体，所述光检测机构可活动地套在所述柱状体上。 还包括短路检测机构，所述短路检测机构安装在所述底座上，包括短路检测汽缸、支架和两个短路探针；所述两个短路探针固定在支架上，其自由端分别与锂电池的正、负极相对应；所述两个短路探针在所述短路检测汽缸的控制下与锂电池的正、负电极相接触或分离。 所述短路检测机构还包括绝缘棒，所述绝缘棒套在所述短路探针上，所述短路探针的自由端和其相对端分别露出所述绝缘棒。 还包括转盘，所述转盘包括沿周向分布的多个工作台，待测锂电池固定在所述工作台上，所述底座和光检测机构设置在所述转盘一侧，并允许一个工作台停留在所述检测位。 本实用新型的有益效果是，本实用新型通过光检测机构判断锂电池组装状态是否合格。如果锂电池的盖板未完全扣进壳体，则未扣进部分对来自光检测机构的检测光进行反射或折射，本实用新型预先设定锂电池组装合格状态下接收到的标准光强度，在检测过程中，将接收到的光强度与该标准光强度相比，进而判断锂电池的组装状态。因此，本实用新型结构简单，与其他机械式检测装置相比，准确率显著提高。 本实用新型的光检测机构还可通过检测固定架安装在用于夹紧锂电池的夹紧块上，检测距离更近，准确度提高。 本实用新型还可进一步包括短路检测机构，在同一工位完成对电池短路状态的检测，因此功能更加强大。 本实用新型还可进一步包括转盘，用于通过自动旋转方式将待检测的锂电池直接放置在工作位，进一步提高了工作效率。
图1为本实用新型锂电池组装状态检测装置的第一种具体实施方式
立体图； 图2为本实用新型锂电池组装状态检测装置主视图； 图3为本实用新型的检测光传播示意图； 图4为锂电池组装合格的检测示意图； 图5为锂电池盖板一端未扣进的检测示意图； 图6为锂电池盖板整体未扣进的检测示意图； 图7为本实用新型锂电池组装状态检测装置的第二种具体实施方式
立体图。
具体实施方式
锂电池5的电芯通常安装在一端封闭、一端敞开的壳体51内，盖板52安装在壳体51的敞开端并与之形成良好的密封。组装合格的锂电池5的盖板52 —般完全扣进壳体51内，其上表面与壳体51的上边缘完全平齐，这种组装状态既保障了锂电池5结构的紧密性，还能保持其良好的外观，便于激光焊接工序的顺利进行。而对于组装不合格的锂电池5，装入壳体51的盖板52可能发生一端翘起、甚至两端都未完全扣进壳体51的状况，这种不合格的组装状态导致锂电池5的结构不紧密，无法正常进入激光焊接工序对盖板52和壳体51进行密封焊接。[0028] 第一具体实施方式
图1和图2所示为本实用新型锂电池组装状态检测装置的第一种具体实施方式
， 包括底座1和光检测机构2，底座1上设有用于放置待测锂电池5的检测位11，该检测位11 可为平台或凹槽状，后者更容易限制锂电池5的位置防止其倾倒。光检测机构2设置在与 锂电池5的盖板52所在端相对应的位置，可固定在底座1上，也可设置成与底座1相分离 的单独结构。该光检测机构2发射从锂电池5 —侧传播至另一侧的检测光，这些检测光与 锂电池5的侧面相垂直并形成一个光覆盖区域23，该光覆盖区域23包括锂电池的组装状 态检测区域，本实施方式中组装状态检测区域为锂电池壳体51的上边缘以上的区域，可与 壳体51的上边缘邻接，也可将其包含在内。对于上边缘形状规则的锂电池壳体51，盖板52 应完全卡入锂电池壳体51 ;而对于上边缘形状不规则的锂电池壳体51，盖板52可能与壳体 51上边缘的最高位置相平齐，因此组装状态检测区域的设置视具体情况而定。 本实用新型的光检测机构2可包括分布在锂电池5两侧的光发射端21和光接收 端22，两者的位置相对应。图1中，设置在锂电池5右侧的光发射端21发射出一组横向传 播的检测光，为了提高准确度，减少光散射，这些检测光可形成一个长方体光覆盖区域23， 该长方形覆盖区域23容纳壳体51的上边缘以上的部分，其长度为光发射端21与光接收端 22之间的距离，宽度略大于壳体51的宽度，高度度与盖板52的高度相当。如图3所示为本 实用新型的检测光传播示意图，来自光发射端21的横向检测光从锂电池5的右侧传播至左 侧，设置在锂电池5左侧的光接收端22接收该检测光，如果未被任何障碍物阻挡，则检测光 传播方向不变；如果盖板52未完全扣进壳体51，则未完全扣进的部分反射或折射检测光， 这些检测光无法被光接收端21所接收，光接收端22根据接收到的光强度判断锂电池5的 组装状态。本实用新型锂电池组装状态检测装置结构简单、方便操作，与人工观察或者机械 检测装置相比，其准确度和检测效率显著提高。 本实用新型的光检测机构2还可为反射式光检测机构，该反射式光检测机构设置 在锂电池5的一侧，并发射与锂电池5的侧面相垂直的检测光，这些检测光一部分直接穿过 锂电池5的上方或左右两侧，而另一部分被壳体51或盖板52反射或折射回来，反射式光检 测机构接收这些反射光线或折射光线，进而判断锂电池5的组装状态。 鉴于激光具有较好的方向性，因此本实用新型的光检测机构2发射的光线为激光 时，能够进一步提高检测的准确性。 本实用新型还包括夹紧机构4，所述夹紧机构4包括夹紧汽缸和分布在锂电池两 侧的两个夹紧块，如图2为左夹紧块42和右夹紧块41。两个夹紧块都位于光检测机构2 和底座1上的检测位11之间。检测开始之前，两个夹紧块在夹紧汽缸的控制下分别发生移 动，直到夹紧锂电池5使其不易发生偏移；检测结束之后，两个夹紧块在夹紧汽缸的控制下 复位，等待取走锂电池5后进行下一次检测。 本实用新型还包括检测固定架3，光检测机构2可通过高度调节机构6安装在检测 固定架3上，并可根据锂电池5的高度调节光检测机构2的高度，便于对不同规格的锂电池 5进行检测。如图所示，高度调节机构5可为固定在固定架3上的柱状体，光检测机构2可 活动地套在柱状体上并可上下滑动达到调节高度的目的，还可通过锁紧机构固定。本实施 方式的固定架3安装在夹紧机构4中的夹紧块上随之一起运动，检测开始时，光检测机构2 和固定架3 —起随夹紧块移动至靠近锂电池5的位置，由于距离锂电池5较近，因此检测更加准确；检测完毕，光检测机构2和固定架3 —起随夹紧块移动至远离锂电池5的位置。[0035] 本实用新型还可进一步包括如图1所示的短路检测机构7，该短路检测机构7安装在底座1上，包括短路检测汽缸74、支架71和两个短路探针73，两个短路探针73都固定在支架71上，其自由端分别锂电池5的正、负极相对应。本实施方式中，两个短路探针73可在短路检测汽缸74的控制下向下运动，直到与锂电池5的正、负电极相接触进行短路检测。为了保证良好的绝缘，短路探针73上还分别套有中空的绝缘棒72，且短路探针73的两端分别露出绝缘棒72，其自由端可与锂电池5的正、负电极相接触，其相对端用于和万用电表等短路检测仪器相接触。锂电池5的负极通常为铆钉521，正极通常为与铆钉521绝缘隔开的盖板51。本实施方式在同一工位完成对锂电池5组装状态和短路状态的检测，因此功能更加强大。进行短路检测时，两个短路探针73在短路检测汽缸71的控制下逐渐靠近锂电池5，直至与正、负电极相接触，接着短路检测仪器中的电笔分别接触短路探针73的另一端，如果出现短路则直接将其检出或在下一工位检出。 图4至图6为本实用新型中锂电池的组装状态示意图，图4中锂电池5组装合格，图5中盖板 52 —端为扣进壳体51，图6中盖板52整体未扣紧壳体51。其检验过程通常包括以下步骤 首先，将锂电池5放置在检测位ll，如果锂电池5组装合格率较高，则可以将多个规格相同的锂电池5同时放置在检测位11批量检测，以提高工作效率。[0038] 夹紧机构4中的左夹紧块42和右夹紧块41分别在夹紧汽缸的控制下向锂电池5靠近直至抵在锂电池5两侧，光检测机构2和固定架3随之运动至靠近锂电池5的位置。[0039] 接着，光检测机构2开始工作。该光检测机构2的高度预先调整至与锂电池5的盖板52所在端相对应的位置，其发射出与锂电池5的侧面相垂直的检测光。对于图1所示的包括光发射端21和光接收端22的光检测机构2，可预先设定锂电池5组装合格时光接收端22接收到的标准光强度；检测过程中，对于图5所示锂电池5的盖板52 —端未扣进外壳51的状况，光接收端22接收到光强度弱于标准光强度；对于图6所示锂电池5的盖板52两端都未扣进外壳51的状况，光接收端22接收到的光强度更弱，这两种组装状态不合格的锂电池5在下一工位被检出。本实施方式中，光强度可通过数字直接显示在光接收端22，也可通过光纤、光缆等装置将接收到的光传输至与其相连的其他控制装置，还可对光强度的分布状况进行分析，用于进一步判断盖板52未扣进的具体位置。 而对于反射式光检测机构，合格的锂电池5中壳体51的上边缘以上没有障碍，因此检测光传播方向不变；而对于盖板52未扣进壳体51的锂电池5，盖板52伸出壳体51以外的部分会将检测光反射或折射回去，反射式光检测机构接收该反射光或折射光，进而判断盖板52是否完全扣进壳体51 。这种实施方式的结构更加简单，只需将光检测机构2安装在锂电池5 —侧，然而由于折射光的干扰，与图1中包括光发射端21和光接收端22的实施方式相比，后者显然准确度更高。 接着，短路检测机构7开始工作，两个短路检测探针73在短路检测汽缸74的控制下向下移动，直至与锂电池5的正、负电极相接触，并通过短路检测仪器测试锂电池5是否短路。 如图7所示，本实用新型还可进一步包括转盘8，该转盘8包括沿周向分布的多个工作台81，待测锂电池5固定在工作台81上并随转盘8 —起旋转。底座1和光检测机构2设置在转盘8 —侧，并允许一个工作台81停留在检测位ll，光检测机构2可对放置在检测
位11的锂电池5进行组装状态和短路的检测。该实施方式通过自动旋转的方式将锂电池
5自动放置在检测位ll，不需人工操作，因此方便快捷，进一步提高了检测效率。 以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能
认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术
人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视
为属于本实用新型的保护范围。
权利要求一种锂电池组装状态检测装置，其特征在于包括底座和光检测机构，所述底座上设有用于放置锂电池的检测位；所述光检测机构与锂电池的盖板所在端相对应，所述光检测机构发射与锂电池的侧面相垂直的检测光，这些检测光形成的光覆盖区域包括锂电池的组装状态检测区域。
2. 根据权利要求1所述的锂电池组装状态检测装置，其特征在于所述组装状态检测 区域为锂电池壳体的上边缘以上的区域。
3. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述光检测机构包括光发射端和光接收 端，所述光发射端和光接收端分别位于锂电池的两侧，且两者的位置相对应。
4. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述光检测机构为反射式光检测机构。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于还包括夹紧机构，所述夹紧 机构包括夹紧汽缸和分布在锂电池两侧的夹紧块，所述夹紧块位于所述光检测机构和检测 位之间，并在所述夹紧汽缸的控制下夹紧或松开锂电池。
6. 根据权利要求5所述的装置，其特征在于还包括固定架和高度调节机构，所述光检 测机构通过所述高度调节机构安装在所述固定架上，所述固定架固定在所述夹紧块上并随 夹紧块一起靠近或远离锂电池。
7. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于所述高度调节机构为设置在所述固定架 上的柱状体，所述光检测机构可活动地套在所述柱状体上。
8. 根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于还包括短路检测机构，所述 短路检测机构安装在所述底座上，包括短路检测汽缸、支架和两个短路探针；所述两个短路 探针固定在支架上，其自由端分别与锂电池的正、负极相对应；所述两个短路探针在所述短 路检测汽缸的控制下与锂电池的正、负电极相接触或分离。
9. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于所述短路检测机构还包括绝缘棒，所述绝 缘棒套在所述短路探针上，所述短路探针的自由端和其相对端分别露出所述绝缘棒。
10. 根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于还包括转盘，所述转盘包 括沿周向分布的多个工作台，待测锂电池固定在所述工作台上，所述底座和光检测机构设 置在所述转盘一侧，并允许一个工作台停留在所述检测位。
专利摘要本实用新型公开了一种锂电池组装状态检测装置，包括底座和光检测机构，所述底座上设有用于放置锂电池的检测位；所述光检测机构与锂电池的盖板所在端相对应，所述光检测机构发射与锂电池的侧面相垂直的检测光，这些检测光形成的光覆盖区域包括锂电池的组装状态检测区域。本实用新型根据光检测机构接收的检测光强度判断锂电池盖板与壳体之间的组装状态，结构简单，操作方便，且准确率高。
文档编号G01B11/00GK201438105SQ200920132380
公开日2010年4月14日 申请日期2009年6月5日 优先权日2009年6月5日
发明者刘付勇, 王记球, 覃宇东, 郭彦文 申请人:深圳市比克电池有限公司