锂电池极片表面缺陷检测设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及锂电池极片检测装置，特别涉及锂电池极片表面缺陷检测设备。锂电池极片表面缺陷检测设备，包括极片输送装置和视觉检测装置，所述极片输送装置包括同向运行的前输送装置和后输送装置，前输送装置和后输送装置之间设有检测台面，检测台面上设有透光结构，视觉检测装置包括设于检测台面上方的上表面检测装置和设于透光缝下方的下表面检测装置。本发明具有结构简单和体积小的优点。由于本发明的装置中的检测台面上开设有透光结构，上表面检测装置和下表面检测装置可同时对锂电池极片的上、下表面进行检测，因而可以大大提高检测效率。
【专利说明】锂电池极片表面缺陷检测设备
【技术领域】
[0001] 本发明涉及锂电池极片检测装置，特别涉及锂电池极片表面缺陷检测设备。
【背景技术】
[0002] 近年随着电池技术的发展，锂电池应用领域不断扩大，并将逐步取代其它形式的 大容量电池。应用领域如小型或可移动电子设备、医疗或军用电子设备、电动汽车甚至小型 电动飞机等大型工业设备、甚至可再生能源上也将频繁出现它的身影。电池极片是电池中 的重要部件，极片的质量对电池的性能有着至关重要的影响。
[0003] 锂电池的极片是由基材和涂层两部分组成。基材为10微米左右的铜箔或25微米 左右的铝箔，涂层为活性物质。生产流程为，先将活性物质涂覆在基材上，再经干燥、压实和 分切，制成极片。在上述生产过程中，会出现一些极片不合格现象，主要有以下几个方面：① 极片表面涂覆区漏箔、颗粒、气泡等缺陷；②极片弯曲、折痕褶皱、压痕、干裂等缺陷；③极 片边缘掉料、缺口、裂口等缺陷。
[0004] 缺陷极片会造成电池容量、内容一致性差，自放电高，容量衰减等现象，严重影响 电池的质量，甚至还会造成电池鼓胀、冒烟、爆炸。
[0005] 目前，电池生产厂家一般采用人工挑选的方式剔除缺陷极片，即人眼逐片观察极 片表面状态，并筛选出缺陷极片。该种方式劳动强度高，劳动力需求量大，缺陷判断不精确， 易漏检和误检，且在取放极片过程中易损伤极片。
[0006] 另外还有一些极片缺陷检测技术，是用机器视觉对分切前的极卷进行检测，并在 缺陷位置做标示，在分切时将有标示极片检出。但该种方法不能检测分切过程中造成的边 缘掉料、裂口、缺口以及压痕等缺陷。
[0007] 申请号为201110108839. 3的中国专利文件中公开一种锂离子电池极片在线检测 分级装置及其方法，该装置可用于对分切后的极片进行表面缺陷检测，该装置包括极片输 送装置，极片输送装置上按照极片输送装置的运送方向依次设有第一表面识别装置、极片 翻转装置、第二表面识别装置、极片分级装置，在使用时，极片输送装置将极片送至第一表 面识别装置检测区域，对其进行图像采集和图像数据处理；然后将极片送至极片翻转装置 区域，根据第一表面识别装置的检测结果控制极片是否翻转，若检测结果合格对极片进行 翻转，若检测结果不合格不再翻转极片；接着将极片输送至第二表面识别装置区域，对翻转 后的极片进行图像采集和图像数据处理；然后将极片输送至分级装置区域，根据第二表面 识别装置的检测结果对极片进行分级处理。上述检测装置结构复杂，其检测过程繁琐，检测 效率低。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的在于提供一种结构简单且检测效率高的锂电池极片表面缺陷检测 设备。
[0009] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：锂电池极片表面缺陷检测设备，包 括极片输送装置和视觉检测装置，所述极片输送装置包括同向运行的前输送装置和后输送 装置，前输送装置和后输送装置之间设有检测台面，检测台面上设有透光结构，视觉检测装 置包括设于检测台面上方的上表面检测装置和设于透光缝下方的下表面检测装置。
[0010] 所述检测台面为遮光板，透光结构为透光缝。
[0011] 所述透光缝的上方设有挡光板，该挡光板与遮光板之间具有供极片通过的极片通 道，所述上表面检测装置位于挡光板的前侧或后侧。
[0012] 所述遮光板和挡光板为白色塑料板。
[0013] 所述前输送装置和后输送装置同步运行。
[0014] 所述前输送装置包括前传送带和两个前驱动辊，后输送装置包括后传送带和两个 后驱动辊，遮光板的前侧设有位于前传送带上方的、与相应前驱动辊对应的前压辊，遮光板 的后侧设有位于后传送带上方的、与相应的后驱动辊对应的后压辊。
[0015] 锂电池极片表面缺陷检测设备还包括用于向前输送装置上放置极片的上料机构 和用于将检测后的极片从后输送装置上取走的下料机构。
[0016] 上料机构和下料机构均为机械手。
[0017] 下料机构包括合格品下料机构和不合格品下料机构。
[0018] 所述合格品下料机构位于后输送装置的末端。
[0019] 本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明的装置中省去了极片翻转装置，本发 明具有结构简单和体积小的优点。由于本发明的装置中的检测台面上开设有透光结构，上 表面检测装置和下表面检测装置可同时对锂电池极片的上、下表面进行检测，因而可以大 大提1?检测效率。
[0020] 进一步的，由于挡光板设于透光缝的上方，上检测装置位于挡光板的前侧或后侧， 因而，可防止上下光源相互干扰，而影响检测结果。
[0021] 进一步的，遮光板和挡光板均为白色塑料板，可以提供图像采集所需要的白色背 旦 -5^ 〇
[0022] 进一步的，前输送装置和后输送装置同步运行，可实现极片的匀速直线运动。
[0023] 进一步的，前压辊和相应的前驱动辊配合使用可将待测的极片压平，后压辊与相 应的后驱动辊配合使用可将检测后的极片压平，从而可以保证极片表面平整；此外，前压辊 和相应的前驱动辊配合可推动极片进入遮光板上进行图像采集，后压辊和相应的后驱动辊 配合可将极片从遮光板上拉出，从而可以提高检测效率。
[0024] 进一步的，采用上料机构和下料机构进行上料和下料操作，可以大大提高工作效 率。
[0025] 进一步的，上料机构和下料机构均为机械手，机械手具有结构简单、操作灵活的优 点。
[0026] 进一步的，下料机构包括不合格品下料机构和合格品下料机构，采用两个下料机 构与采用一个下料机构相比，可以简化各个下料机构的动作，提高工作效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0027] 图1是本发明的锂电池极片表面缺陷检测设备的实施例1的结构示意图； 图2是遮光板的结构示意图； 图3是遮光板上透光缝的结构示意图。
【具体实施方式】
[0028] 本发明的锂电池极片表面缺陷检测设备的实施例1，如图1-3所示：锂电池极片表 面缺陷检测设备，包括极片输送装置和视觉检测装置。视觉检测装置用于对极片1进行图 像采集、分析、识别和判断。极片输送装置用于使极片1逐一通过视觉检测装置。
[0029] 极片输送装置包括同向运行的前输送装置和后输送装置，前输送装置和后输送装 置之间设有检测台面，检测台面上设有透光结构。在本实施例中，检测台面为遮光板20,遮 光板20上开设有透光缝21，透光结构为透光缝。透光缝21左右延伸，透光缝21的长度不 小于极片1的宽度。在其它实施例中，检测台面还可以为块状的遮光体，遮光体上开设有透 光孔，透光结构为透光孔；在其它实施例中，还可以将检测台面上开设安装槽，在安装槽内 设置一块玻璃，透光结构还可以为玻璃。
[0030] 视觉检测装置包括设于遮光板20上方的上表面检测装置3和设于透光缝21下方 的下表面检测装置4。上表面检测装置3和下表面检测装置4均包括CCD相机和LED光源， 上、下两个CCD相机同时对极片两面进行图像采集；上下两个LED光源用于提供图像采集所 需的稳定光线。视觉检测装置还包括与上表面检测装置3和下表面检测装置4电连接的图 像处理系统5,图像处理系统5用于分析极片是否合格。
[0031] 在本实施例中，透光缝21的上方设有挡光板22,挡光板22的左右两侧通过支撑 壁装配于遮光板20的上方。该挡光板22与遮光板20之间具有供极片1通过的极片通道 23,上表面检测装置3位于挡光板22的后侧，在其它实施例中，上表面检测装置还可以位于 挡光板的前侧。遮光板20和挡光板22均采用白色塑料制成。
[0032] 前输送装置和后输送装置同步运行，前输送装置包括前传送带61和两个前驱动 辊62,后输送装置包括后传送带71和两个后驱动辊72,遮光板20的前侧设有位于前传送 带61上方的、与相应前驱动辊62对应的前压辊81，遮光板20的后侧设有位于后传送带71 上方的、与相应的后驱动辊72对应的后压辊82。前驱动辊62和后驱动辊72均采用电机驱 动。
[0033] 锂电池极片表面缺陷检测设备，还包括用于向前输送装置上放置极片的上料机构 91和用于将检测后的极片从后输送装置上取走的下料机构，下料机构与视觉检测装置电连 接，下料机构可根据视觉检测装置的检测结果，对极片进行分类。在本实施例中，上料机构 和下料机构均为机械手。下料机构包括合格品下料机构92和不合格品下料机构93。合格 品下料机构92位于后输送装置的末端。锂电池极片表面缺陷检测设备还包括不合品料盒 和合格品料盒。
[0034] 上述实施例1的使用过程：通过上料机构91将极片1放置到前向前输送装置上， 在前压辊81和前传送带61的共同作用下将极片1展平，并将其推入遮光板20,在此过程 中，极片1做匀速直线运动，极片1在其间通过时，下表面检测装置4通过透光缝21采集极 片下表面图像，上表面检测装置3采集上表面图像，极片图像信息经图像处理系统5分析 判断后，若极片表面有不符合要求的缺陷，图像处理系统将向不合格品下料机构92下达指 令，将缺陷极片抓取至不合格品料盒，否则，极片在后传送带末端进入合格品下料机构93， 经位置纠正后，由机械手抓取至合格品料盒。
[0035] 本发明具有结构简单和检测效率高的优点。
[0036] 在本发明的其它实施例中，还可以省去挡光板，但是省去挡光板后，可能会导致上 下光源相互干扰，而影响检测结果。
[0037] 在本发明的其它实施例中，还可以省去压辊，在使用时，将极片依次靠近放置于极 片输送装置上，极片可通过其相邻极片对其的作用力依次进入遮光板上或离开遮光板。
[0038] 在本发明的其它实施例中，上料机构还可以为设于前传动带上方的皮带或漏斗。
[0039] 在本发明的其它实施例中，下料机构还可以为电磁铁。
[0040] 在本发明的其它实施例中，还可以省去上料机构和下料机构。
[0041] 在其它实施例中，前输送装置和后输送装置还可以仅同向运行而不同步运行。
【权利要求】
1. 锂电池极片表面缺陷检测设备，包括极片输送装置和视觉检测装置，其特征在于： 所述极片输送装置包括同向运行的前输送装置和后输送装置，前输送装置和后输送装置之 间设有检测台面，检测台面上设有透光结构，视觉检测装置包括设于检测台面上方的上表 面检测装置和设于透光缝下方的下表面检测装置。
2. 根据权利要求1所述的锂电池极片表面缺陷检测设备，其特征在于：所述检测台面 为遮光板，透光结构为透光缝。
3. 根据权利要求2所述的锂电池极片表面缺陷检测设备，其特征在于：所述透光缝的 上方设有挡光板，该挡光板与遮光板之间具有供极片通过的极片通道，所述上表面检测装 置位于挡光板的前侧或后侧。
4. 根据权利要求3所述的锂电池极片表面缺陷检测设备，其特征在于：所述遮光板和 挡光板为白色塑料板。
5. 根据权利要求1所述的锂电池极片表面缺陷检测设备，其特征在于：所述前输送装 置和后输送装置同步运行。
6. 根据权利要求1-5中任一项所述的锂电池极片表面缺陷检测设备，其特征在于：所 述前输送装置包括前传送带和两个前驱动辊，后输送装置包括后传送带和两个后驱动辊， 遮光板的前侧设有位于前传送带上方的、与相应前驱动辊对应的前压辊，遮光板的后侧设 有位于后传送带上方的、与相应的后驱动辊对应的后压辊。
7. 根据权利要求1所述的锂电池极片表面缺陷检测设备，其特征在于：还包括用于向 前输送装置上放置极片的上料机构和用于将检测后的极片从后输送装置上取走的下料机 构。
8. 根据权利要求7所述的锂电池极片表面缺陷检测设备，其特征在于：上料机构和下 料机构均为机械手。
9. 根据权利要求7所述的锂电池极片表面缺陷检测设备，其特征在于：下料机构包括 合格品下料机构和不合格品下料机构。
10. 根据权利要求9所述的锂电池极片表面缺陷检测设备，其特征在于：所述合格品下 料机构位于后输送装置的末端。
【文档编号】G01N21/896GK104142350SQ201310614804
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2013年11月28日 优先权日:2013年11月28日
【发明者】陈天振, 张岩, 周志勇, 徐建波, 李铁南, 程康 申请人:中航锂电（洛阳）有限公司