一种极片厚度反弹率的自动测量装置、方法及系统与流程

本技术属于电池极片检测，特别的涉及一种极片厚度反弹率的自动测量装置、方法及系统。

背景技术：

1、随着科技的发展，锂离子电池因其高能量密度、长循环寿命和环保等优点，被广泛应用于各种电子设备以及电动汽车等领域。锂离子电池的正负极极片在辊压过程中，集流体上负载的涂层材料受到辊压机的外压力作用，会在内部产生材料颗粒的再次嵌入和重排，并使得涂层中的颗粒间空隙减少（也即排列更为紧密），从而使极片的厚度减小以达到设计要求的厚度大小以及合适的压实密度。

2、然而随着外压力的消失，涂层内部结构间留存的少量应力以及颗粒本身的反弹作用又会导致极片的厚度随时间产生一定程度的厚度反弹，也即使得极片在制成电池并开始充放电工作前的厚度与压实密度已相对设计值发生变化。因此，在电池制造过程中，需要对电池极片的厚度以及辊压后的厚度变化进行精确控制和持续监测，以确保极片和成品电池在保存和使用中不至于因厚度增加甚至超限而产生极片活性材料机械剥离、芯包尺寸偏离、壳体结构变形以及其他安全问题。

3、现有的电池极片厚度变化检测方案主要由人工利用千分尺、光学显微镜和激光测厚仪等设备来测量电池极片的当前厚度，并通过多次测量同一极片来得到厚度随时间增长的变化趋势。然而这种通过人工多次测量的方式存在操作过程繁琐，和容易引入人为误差等问题，且通常只能对电池极片的某个位置进行多次测量，无法实现多点同时定位测量，易导致测量结果对极片不同部位的真实厚度反弹情况反映不准确的问题，进而影响极片的厚度变化检测效率。

技术实现思路

1、本技术为解决上述提到的通过人工多次测量的方式存在操作过程繁琐，和容易引入人为误差等问题，且通常只能对电池极片的某个位置进行多次测量，无法实现多点同时定位测量，易导致测量结果对极片不同部位的真实厚度反弹情况反映不准确的问题，进而影响极片的厚度变化检测效率等技术缺陷，提出一种极片厚度反弹率的自动测量装置、方法及系统，其技术方案如下：

2、第一方面，本技术实施例提供了一种极片厚度反弹率的自动测量装置，包括上夹板、下夹板以及用于调节上夹板与下夹板之间距离的升降结构，上夹板面向下夹板的一侧均匀设置有至少两个厚度传感器以及与每个厚度传感器对应的微压力传感器，每个厚度传感器的探头到下夹板之间的垂直距离，与每个微压力传感器的探头到下夹板之间的垂直距离一致，每个厚度传感器与相应微压力传感器的底部设置有微动结构，以由每个微动结构调节相应厚度传感器以及微压力传感器到下夹板之间的垂直距离，下夹板面向上夹板的一侧设置有用于放置样品极片的凹槽。

3、在第一方面的一种可选方案中，凹槽的长度等于样品极片所对应的最大长度，凹槽的宽度等于样品极片所对应的最大宽度，凹槽的厚度大于样品极片所对应的最大厚度，与任意一个厚度传感器的探头厚度之和。

4、第二方面，本技术实施例提供了一种极片厚度反弹率的自动测量方法，该方法应用于上述第一方面或第一方面的任意一种实现方式所提供的极片厚度反弹率的自动测量装置，该方法包括：

5、当检测到样品极片放置在凹槽内时，控制升降结构减小上夹板与下夹板之间的垂直距离，并获取每个微压力传感器所对应的至少两个第一压力；

6、根据预设的压力阈值以及所有第一压力，生成至少一个微动结构所对应的第一控制信号，并将每个第一控制信号发送至相应的微动结构，以使每个微压力传感器所对应的第二压力均与预设的压力阈值一致；

7、获取每个厚度传感器所对应的至少两个极片厚度，并根据所有极片厚度生成样品极片的厚度反弹率曲线。

8、在第二方面的一种可选方案中，在获取每个微压力传感器所对应的至少两个第一压力之前，还包括：

9、获取用户输入的测量模式；

10、获取每个微压力传感器所对应的至少两个第一压力，包括：

11、当测量模式为第一模式时，获取每个微压力传感器所对应的至少两个第一压力。

12、在第二方面的又一种可选方案中，根据预设的压力阈值以及所有第一压力，生成至少一个微动结构所对应的第一控制信号，包括：

13、当任意一个第一压力与预设的压力阈值一致时，发送第二控制信号至升降结构，以使升降结构保持上夹板与下夹板之间的垂直距离；

14、计算出剩余每个第一压力与预设的压力阈值之间的压力差值，并基于预设的压力-距离数据库查询出与每个压力差值对应的控制距离；其中，预设的压力-距离数据库中包括至少两个标准压力与每个标准压力对应的标准距离；

15、根据每个控制距离生成相应微动结构的第一控制信号。

16、在第二方面的又一种可选方案中，在获取用户输入的测量模式之后，还包括：

17、当测量模式为第二模式时，根据用户输入的区域参数确定出传感器集合；其中，传感器集合包括至少一个厚度传感器以及与每个厚度传感器对应的微压力传感器，传感器集合所包括的所有厚度传感器以及所有微压力传感器，均处于区域参数所对应的测量区域内；

18、获取传感器集合内每个微压力传感器所对应的至少两个第一压力；

19、根据预设的压力阈值以及所有第一压力，生成至少一个微动结构所对应的第一控制信号，并将每个第一控制信号发送至相应的微动结构，以使每个微压力传感器所对应的第二压力均与预设的压力阈值一致；

20、获取传感器集合内每个厚度传感器所对应的至少两个极片厚度，并根据所有极片厚度生成样品极片的厚度反弹率曲线。

21、在第二方面的又一种可选方案中，根据所有极片厚度生成样品极片的厚度反弹率曲线，包括：

22、在每个厚度传感器所对应的至少两个极片厚度中，筛选出至少两组厚度集合；其中，每组厚度集合包括两个相邻时刻所对应的极片厚度；

23、根据每个厚度传感器所对应的所有厚度集合以及预设的材料厚度，计算出至少两个厚度反弹率；

24、根据每个厚度传感器所对应的所有厚度反弹率生成子厚度反弹率曲线，并对所有子厚度反弹率曲线进行整合处理，得到样品极片的厚度反弹率曲线。

25、在第二方面的又一种可选方案中，在对所有子厚度反弹率曲线进行整合处理，得到样品极片的厚度反弹率曲线之后，还包括：

26、在样品极片的厚度反弹率曲线中，查询出与预设的静置时间对应的所有预测反弹率；

27、对所有预测反弹率进行标准差计算处理，并当检测到处理结果处于预设的标准差区间时，判断所有预测反弹率与预设的反弹率阈值之间的大小；

28、当任意一个预测反弹率超过预设的反弹率阈值时，确定出预测反弹率所对应的厚度传感器在样品极片上的检测位置，并生成检测位置所对应的预警信号。

29、第三方面，本技术实施例提供了一种极片厚度反弹率的自动测量系统，该系统应用于上述第一方面或第一方面的任意一种实现方式所提供的极片厚度反弹率的自动测量装置，该系统包括：

30、压力获取模块，用于当检测到样品极片放置在凹槽内时，控制升降结构减小上夹板与下夹板之间的垂直距离，并获取每个微压力传感器所对应的至少两个第一压力；

31、压力调节模块，用于根据预设的压力阈值以及所有第一压力，生成至少一个微动结构所对应的第一控制信号，并将每个第一控制信号发送至相应的微动结构，以使每个微压力传感器所对应的第二压力均与预设的压力阈值一致；

32、厚度计算模块，用于获取每个厚度传感器所对应的至少两个极片厚度，并根据所有极片厚度生成样品极片的厚度反弹率曲线。

33、第四方面，本技术实施例还提供了一种极片厚度反弹率的自动测量系统，包括处理器以及存储器；

34、处理器与存储器连接；

35、存储器，用于存储可执行程序代码；

36、处理器通过读取存储器中存储的可执行程序代码来运行与可执行程序代码对应的程序，以用于实现本技术实施例第二方面或第二方面的任意一种实现方式提供的极片厚度反弹率的自动测量方法。

37、第五方面，本技术实施例提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质存储有计算机程序，计算机程序包括程序指令，程序指令当被处理器执行时，可实现本技术实施例第二方面或第二方面的任意一种实现方式提供的极片厚度反弹率的自动测量方法。

38、在本技术实施例中，在应用极片厚度反弹率的自动测量装置对样品极片进行厚度反弹率的测量时，当检测到样品极片放置在凹槽内时，控制升降结构减小上夹板与下夹板之间的垂直距离，并获取每个微压力传感器所对应的至少两个第一压力；根据预设的压力阈值以及所有第一压力，生成至少一个微动结构所对应的第一控制信号，并将每个第一控制信号发送至相应的微动结构，以使每个微压力传感器所对应的第二压力均与预设的压力阈值一致；获取每个厚度传感器所对应的至少两个极片厚度，并根据所有极片厚度生成样品极片的厚度反弹率曲线。通过极片厚度反弹率的自动测量装置所包含的上夹板、下夹板、升降结构、厚度传感器、微压力传感器以及微动结构，可在较长时间的厚度反弹率测量过程中有效免除人工操作，不仅减小人工投入成本，还可保障测量结果的可靠性以及准确性；其次，还通过控制升降结构减小上夹板与下夹板之间的垂直距离，根据每个微压力传感器的第一压力以及预设的压力阈值，生成微动结构所对应的第一控制信号，以使每个微压力传感器的第二压力均与预设的压力阈值一致，进而避免因压力过大或过小导致的测量误差，并可根据每个厚度传感器所对应的至少两个极片厚度生成厚度反弹率曲线，实现同时对极片上多个点位的定点测量，进而更加全面、准确的反应极片的厚度变化情况。

技术特征：

1.一种极片厚度反弹率的自动测量装置，其特征在于，包括上夹板、下夹板以及用于调节所述上夹板与所述下夹板之间距离的升降结构，所述上夹板面向所述下夹板的一侧均匀设置有至少两个厚度传感器以及与每个所述厚度传感器对应的微压力传感器，每个所述厚度传感器的探头到所述下夹板之间的垂直距离，与每个所述微压力传感器的探头到所述下夹板之间的垂直距离一致，每个所述厚度传感器与相应所述微压力传感器的底部设置有微动结构，以由每个所述微动结构调节相应所述厚度传感器以及所述微压力传感器到所述下夹板之间的垂直距离，所述下夹板面向所述上夹板的一侧设置有用于放置样品极片的凹槽。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述凹槽的长度等于所述样品极片所对应的最大长度，所述凹槽的宽度等于所述样品极片所对应的最大宽度，所述凹槽的厚度大于所述样品极片所对应的最大厚度，与任意一个所述厚度传感器的探头厚度之和。

3.一种极片厚度反弹率的自动测量方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1或2所述极片厚度反弹率的自动测量装置，所述方法包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述获取每个所述微压力传感器所对应的至少两个第一压力之前，还包括：

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据预设的压力阈值以及所有所述第一压力，生成至少一个所述微动结构所对应的第一控制信号，包括：

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述获取用户输入的测量模式之后，还包括：

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所有所述极片厚度生成所述样品极片的厚度反弹率曲线，包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述对所有所述子厚度反弹率曲线进行整合处理，得到所述样品极片的厚度反弹率曲线之后，还包括：

9.一种极片厚度反弹率的自动测量系统，其特征在于，所述系统应用于如权利要求1或2所述极片厚度反弹率的自动测量装置，所述系统包括：

10.一种极片厚度反弹率的自动测量系统，其特征在于，包括处理器以及存储器；

技术总结
本申请属于电池极片检测技术领域，公开了一种极片厚度反弹率的自动测量装置、方法及系统，通过设置的上夹板、下夹板、升降结构、厚度传感器、微压力传感器以及微动结构，可在厚度反弹率测量过程中有效免除人工操作，不仅减小投入成本，还可保障结果的可靠性以及准确性；其次，还通过控制升降结构减小上夹板与下夹板之间的距离，根据每个微压力传感器的第一压力以及预设的压力阈值，生成微动结构的第一控制信号，以使每个微压力传感器的第二压力均与预设的压力阈值一致，避免因压力过大或过小导致的测量误差，并可根据每个厚度传感器的极片厚度生成厚度反弹率曲线，实现同时对极片上多个点位的测量，进而更加全面、准确的反应极片的厚度变化情况。

技术研发人员：庞涛,王旭辉,肖周敏,李吉文,刘燕平
受保护的技术使用者：孝感楚能新能源创新科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23