本發(fā)明涉及電池極片制造控制，具體涉及一種鋰電池極片自動(dòng)沖切設(shè)備及方法。

背景技術(shù)：

1、極片制作是制作鋰電池的基礎(chǔ)工藝，極片沖切能夠按照電池規(guī)格，對(duì)經(jīng)過輥壓的電池極片進(jìn)行分條。現(xiàn)有技術(shù)中常采用極片圓盤分切原理，通過圓盤切刀裝置上的上下兩個(gè)刀盤對(duì)極片進(jìn)行剪切，進(jìn)而形成兩條沖切完畢的極片材料。在圓盤切刀對(duì)極片進(jìn)行裁切過程中，主要是通過刀具咬合形成的接觸點(diǎn)與極片產(chǎn)生接觸，進(jìn)而極片收到上下刀盤的壓力而產(chǎn)生彈性形變，使得極片材料彎曲并進(jìn)行剪切，因此上下刀盤之間的重疊量為極片沖切過程中的重要參數(shù)。若重疊量不合適會(huì)導(dǎo)致裁切后的極片產(chǎn)生波浪邊，波浪邊會(huì)影響電池的尺寸精度和外觀質(zhì)量，影響電池最終的厚度和形貌。因此若不對(duì)刀具的重疊量進(jìn)行有效控制，則無法避免波浪邊的產(chǎn)生，導(dǎo)致沖切后的材料產(chǎn)生大量缺陷，造成產(chǎn)品的質(zhì)量缺陷或者成本的浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中無法對(duì)刀具的重疊量進(jìn)行有效控制的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種鋰電池極片自動(dòng)沖切設(shè)備及方法，所采用的技術(shù)方案具體如下：

2、本發(fā)明提出了一種鋰電池極片自動(dòng)沖切設(shè)備，包括圓盤切刀本體，所述圓盤切刀本體包含有兩個(gè)刀盤，所述設(shè)備在兩個(gè)刀盤切割后輸送極片的兩個(gè)方向上分別安裝有固定滾軸和移動(dòng)滾軸；所述移動(dòng)滾軸受到極片的壓力在彈簧上進(jìn)行移動(dòng)，所述彈簧一端與所述移動(dòng)滾軸連接，一端與固定的壓力傳感器連接；所述壓力傳感器用于實(shí)時(shí)采集極片在固定輥軸和移動(dòng)滾軸之間輸送時(shí)，所述移動(dòng)滾軸反饋的壓力信號(hào)；所述設(shè)備還包括數(shù)據(jù)處理模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊接收所述壓力信號(hào)并進(jìn)行分析，確定極片產(chǎn)生波浪邊的缺陷概率，根據(jù)所述缺陷概率調(diào)整所述圓盤切刀本體中兩個(gè)刀盤的重疊量；

3、所述數(shù)據(jù)處理模塊的數(shù)據(jù)處理方法包括：

4、在實(shí)時(shí)時(shí)刻下，根據(jù)所述壓力信號(hào)的波動(dòng)程度和壓力值確定極片的表面起伏程度；根據(jù)所述壓力信號(hào)上極大值點(diǎn)與相鄰極小值點(diǎn)之間的坐標(biāo)分布，確定每個(gè)極大值點(diǎn)局部的壓力分布偏度；根據(jù)每個(gè)極大值點(diǎn)的所述壓力分布偏度獲得極片的整體偏度以及偏向方向；根據(jù)所述表面起伏程度和所述整體偏度確定所述缺陷概率；根據(jù)所述偏向方向確定重疊量的調(diào)整方向，根據(jù)所述缺陷概率確定重疊量的調(diào)整量，對(duì)所述圓盤切刀本體發(fā)送重疊量控制信號(hào)。

5、進(jìn)一步地，所述表面起伏程度的獲取方法包括：

6、將所述壓力信號(hào)的平均壓力值作為整體壓力值，方差作為壓力波動(dòng)特征；將所述整體壓力值與標(biāo)準(zhǔn)壓力值的比值作為第一對(duì)比特征，將所述壓力波動(dòng)特征和標(biāo)準(zhǔn)壓力波動(dòng)特征的比值作為第二對(duì)比特征；根據(jù)所述第一對(duì)比特征和所述第二對(duì)比特征獲得所述表面起伏程度。

7、進(jìn)一步地，所述標(biāo)準(zhǔn)壓力值和所述標(biāo)準(zhǔn)壓力波動(dòng)特征的獲取方法包括：

8、將極片開始沖切的時(shí)刻作為起始時(shí)刻，將所述起始時(shí)刻到所述實(shí)時(shí)時(shí)刻之間的所有壓力信號(hào)拼接，獲得整體壓力信號(hào)；將所述整體壓力信號(hào)的平均壓力值作為所述標(biāo)準(zhǔn)壓力值，方差作為所述標(biāo)準(zhǔn)壓力波動(dòng)特征。

9、進(jìn)一步地，所述壓力分布偏度的獲取方法包括：

10、對(duì)于壓力信號(hào)上的每個(gè)極大值點(diǎn)，時(shí)序上左側(cè)最相鄰的極小值點(diǎn)作為第一極小值點(diǎn)，右側(cè)最相鄰的極小值點(diǎn)作為第二極小值點(diǎn)；獲取所述極大值點(diǎn)與所述第一極小值點(diǎn)之間的第一時(shí)序差異和第一壓力差異；獲取所述極大值點(diǎn)與所述第二極小值點(diǎn)之間的第二時(shí)序差異和第二壓力差異；將所述第一壓力差異與所述第一時(shí)序差異的比值作為第一變化特征，將所述第二壓力差異與所述第二時(shí)序差異的比值作為第二變化特征；將所述第一變化特征和所述第二變化特征的差值作為所述極大值點(diǎn)的壓力分布偏度特征。

11、進(jìn)一步地，所述整體偏度為壓力信號(hào)上所有極大值點(diǎn)的壓力分布偏度絕對(duì)值的平均值。

12、進(jìn)一步地，所述偏向方向的獲取方法包括：

13、將壓力信號(hào)上所有極大值點(diǎn)的壓力分布偏度的平均值作為參考特征，將所述參考特征與所述參考特征的絕對(duì)值的比值作為所述偏向方向的標(biāo)識(shí)符。

14、進(jìn)一步地，所述缺陷概率的獲取方法包括：

15、將所述表面起伏程度和所述整體偏度相乘后進(jìn)行歸一化處理，獲得一個(gè)方向上的初始缺陷概率；將兩個(gè)方向上的初始缺陷概率的均值作為所述缺陷概率。

16、進(jìn)一步地，所述調(diào)整方向的設(shè)置包括：

17、若所述標(biāo)識(shí)符為1，則調(diào)整方向應(yīng)為減小重疊量的方向；若所述標(biāo)識(shí)符為-1，則調(diào)整方向應(yīng)為增大重疊量的方向。

18、進(jìn)一步地，所述調(diào)整量的獲取方法包括：

19、將所述缺陷概率與預(yù)設(shè)最大調(diào)整量相乘，獲得所述調(diào)整量。

20、本發(fā)明還提出了一種鋰電池極片自動(dòng)沖切方法，所述方法利用所述的一種鋰電池極片自動(dòng)沖切設(shè)備對(duì)鋰電池極片進(jìn)行自動(dòng)沖切。

21、本發(fā)明具有如下有益效果：

22、本發(fā)明在擠出的圓盤切刀本體之后又設(shè)置了固定滾軸和移動(dòng)滾軸，即極片經(jīng)過圓盤切刀本體進(jìn)行沖切之后形成了兩條極片均會(huì)經(jīng)過固定滾軸和移動(dòng)滾軸，移動(dòng)滾軸與彈簧連接，使得其能夠因?yàn)闃O片的壓力產(chǎn)生移動(dòng)，進(jìn)而利用彈簧另一端的壓力傳感器采集該方向下這條極片的壓力信號(hào)。若該條極片存在波浪邊，則因?yàn)椴ɡ诉叺男螤顣?huì)導(dǎo)致移動(dòng)滾軸的移動(dòng)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的起伏波動(dòng)，進(jìn)而使得采集到的壓力信號(hào)能夠準(zhǔn)確表征當(dāng)前極片的形貌特征。進(jìn)而利用數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)壓力信號(hào)上的數(shù)據(jù)分布確定表面起伏程度以及壓力分布偏度，進(jìn)而確定缺陷概率并根據(jù)缺陷概率和偏向方向?qū)Φ毒叩闹丿B量進(jìn)行準(zhǔn)確調(diào)整。通過對(duì)極片形貌的檢測(cè)并自適應(yīng)調(diào)整重疊量，能夠保證后續(xù)沖切過程中極片的品質(zhì)，避免出現(xiàn)大批低質(zhì)量極片，保證了成品質(zhì)量。

技術(shù)特征：

1.一種鋰電池極片自動(dòng)沖切設(shè)備，包括圓盤切刀本體，所述圓盤切刀本體包含有兩個(gè)刀盤，其特征在于，所述設(shè)備在兩個(gè)刀盤切割后輸送極片的兩個(gè)方向上分別安裝有固定滾軸和移動(dòng)滾軸；所述移動(dòng)滾軸受到極片的壓力在彈簧上進(jìn)行移動(dòng)，所述彈簧一端與所述移動(dòng)滾軸連接，一端與固定的壓力傳感器連接；所述壓力傳感器用于實(shí)時(shí)采集極片在固定輥軸和移動(dòng)滾軸之間輸送時(shí)，所述移動(dòng)滾軸反饋的壓力信號(hào)；所述設(shè)備還包括數(shù)據(jù)處理模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊接收所述壓力信號(hào)并進(jìn)行分析，確定極片產(chǎn)生波浪邊的缺陷概率，根據(jù)所述缺陷概率調(diào)整所述圓盤切刀本體中兩個(gè)刀盤的重疊量；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰電池極片自動(dòng)沖切設(shè)備，其特征在于，所述表面起伏程度的獲取方法包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋰電池極片自動(dòng)沖切設(shè)備，其特征在于，所述標(biāo)準(zhǔn)壓力值和所述標(biāo)準(zhǔn)壓力波動(dòng)特征的獲取方法包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰電池極片自動(dòng)沖切設(shè)備，其特征在于，所述壓力分布偏度的獲取方法包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鋰電池極片自動(dòng)沖切設(shè)備，其特征在于，所述整體偏度為壓力信號(hào)上所有極大值點(diǎn)的壓力分布偏度絕對(duì)值的平均值。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種鋰電池極片自動(dòng)沖切設(shè)備，其特征在于，所述偏向方向的獲取方法包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰電池極片自動(dòng)沖切設(shè)備，其特征在于，所述缺陷概率的獲取方法包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種鋰電池極片自動(dòng)沖切設(shè)備，其特征在于，所述調(diào)整方向的設(shè)置包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰電池極片自動(dòng)沖切設(shè)備，其特征在于，所述調(diào)整量的獲取方法包括：

10.一種鋰電池極片自動(dòng)沖切方法，其特征在于，所述方法利用如權(quán)利要求1所述的一種鋰電池極片自動(dòng)沖切設(shè)備對(duì)鋰電池極片進(jìn)行自動(dòng)沖切。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及電池極片制造控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋰電池極片自動(dòng)沖切設(shè)備及方法。該設(shè)備在擠出的圓盤切刀本體之后又設(shè)置了固定滾軸和移動(dòng)滾軸，極片經(jīng)過圓盤切刀本體進(jìn)行沖切之后形成了兩條極片均會(huì)經(jīng)過固定滾軸和移動(dòng)滾軸，移動(dòng)滾軸與彈簧連接，使得其能夠因?yàn)闃O片的壓力產(chǎn)生移動(dòng)，利用彈簧另一端的壓力傳感器采集該方向下這條極片的壓力信號(hào)。利用數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)壓力信號(hào)上的數(shù)據(jù)分布確定表面起伏程度以及壓力分布偏度，進(jìn)而確定缺陷概率并根據(jù)缺陷概率和偏向方向?qū)Φ毒叩闹丿B量進(jìn)行準(zhǔn)確調(diào)整。本發(fā)明通過對(duì)極片形貌的檢測(cè)并自適應(yīng)調(diào)整重疊量，能夠保證后續(xù)沖切過程中極片的品質(zhì)，避免出現(xiàn)大批低質(zhì)量極片，保證了成品質(zhì)量。

技術(shù)研發(fā)人員：王勁軍,劉中生,佘國華
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東莞市京品精密模具有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19