電芯容量檢測設備的制作方法
【專利摘要】一種電芯容量檢測設備，其特征在于，該檢測設備設有重量檢測平臺和電壓/內阻測試平臺，在重量檢測平臺下設有重量傳感器，在電壓/內阻測試平臺上設有可檢測電芯電壓和內阻的電壓/內阻測試裝置，在所述重量檢測平臺與電壓/內阻測試平臺之間設有傳送帶，從而使得電芯可通過重量檢測平臺和電壓/內阻測試平臺而快速檢測出容量不合格的電芯。本實用新型摒棄傳統(tǒng)的通過長時間充放電測試來判斷電芯容量是否合格的分容柜，而通過電芯的重量檢測和電壓/內阻測試的檢測設備來進行判斷，其不僅簡單、便于操作，而且可在保證檢測準確性的同時提高檢測效率，大大降低檢測時間和單位檢測成本。本實用新型的檢測設備可節(jié)約成本、提高檢測效率，具有很強的實用性。
【專利說明】電芯容量檢測設備

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電芯容量的檢測，特別涉及一種通過重量檢測作為重要判斷標準的電芯容量檢測設備。

【背景技術】
[0002]鋰離子電芯(也稱電池芯)在出廠之前，通常會按照客戶的要求，對電芯容量、電壓、內阻進行檢測及分級。目前幾乎所有的廠家都是使用分容柜設備對電芯容量進行分選，然后手動或半自動使用電壓內阻測試儀對電芯進行分選。分容柜主要是依靠電芯的長時間充放電原理對電芯容量進行分選，其不僅需要工位較多，而且耗時較長:首先需要人工將待檢測的電芯放入分容柜，放入分容柜的電芯需要4個小時左右完成分容,分容完成之后需要人工將電芯一一取下，然后才能流轉至下一工序。此外，使用分容柜進行分容，還存在生產成本高的缺點:如果同時對10000個容量為2000mAH電芯進行分容，需要約20臺分容柜。以分容柜2.8萬一臺的市場價計算，完成該批檢測則需花費約56萬元設備款，占用約300平米的場地。如果分容的時候以IC作為充放電標準，10000個2000mAh的電芯經過
4小時的分容則大概會產生400度的耗電量。由此可見，傳統(tǒng)的分容柜通過充放電測試判斷電芯容量是否合格，不僅檢測時間長，不利于提高產量，而且檢測成本高，不利于節(jié)約成本。


【發(fā)明內容】

[0003]本實用新型旨在解決上述問題，而提供一種通過重量參數和電壓/內阻參數作為重要檢測標準來判斷電芯容量是否合格的的電芯容量檢測設備。
[0004]為實現上述目的，本實用新型提供了一種電芯容量檢測設備，其特征在于，該檢測設備設有重量檢測平臺和電壓/內阻測試平臺，在所述重量檢測平臺下設有重量傳感器，在電壓/內阻測試平臺上設有可檢測電芯電壓和內阻的電壓/內阻測試裝置，在所述重量檢測平臺與電壓/內阻測試平臺之間設有傳送帶，從而使得電芯可通過重量檢測平臺和電壓/內阻測試平臺而快速檢測出容量不合格的電芯。
[0005]所述檢測設備設有控制單元，在所述重量檢測平臺或傳送帶上設有重量分選裝置，所述重量傳感器及重量分選裝置分別與所述控制單元連接，當所述重量傳感器檢測到待測電芯的重量不合格時，其通過所述控制單元聯動所述重量分選裝置而將該重量不合格的待測電芯輸送至不合格品回收槽，當所述重量傳感器檢測到待測電芯的重量合格時，該待測電芯通過所述傳送帶而輸送至下一工序。
[0006]在所述電壓/內阻測試平臺上設有電壓/內阻分選裝置，所述電壓/內阻測試裝置及電壓/內阻分選裝置分別與所述控制單元連接，當所述電壓/內阻測試裝置檢測到待測電芯的電壓和內阻合格時，其通過所述控制單元聯動所述電壓/內阻分選裝置將該合格產品按照電壓/內阻進行分級篩選。
[0007]在所述重量檢測平臺和電壓/內阻測試平臺之間依次設有電芯自動套膜裝置、貼面墊裝置及熱風熱縮裝置，當重量檢測合格的電芯通過傳送帶依次通過該電芯自動套膜裝置、貼面墊裝置及熱風熱縮裝置時而自動被包裝成套膜電芯。
[0008]所述檢測設備設有可投放若干電芯的料斗，在所述料斗與重量檢測平臺之間設有可將電芯傳送至重量檢測平臺的傳送結構，在所述料斗內設有可打開并關閉的隔料構件，該隔料構件與所述控制單元連接，其可隨檢測節(jié)拍而規(guī)律的打開或關閉而使電芯按序傳送至重量檢測平臺上進行重量測量。
[0009]所述傳送結構為傳送帶、呈傾斜狀態(tài)的滑板或導流槽。
[0010]該檢測設備設有顯示設備運行狀態(tài)及顯示各種檢測參數的顯示屏，該顯示屏與所述控制單元連接，當電芯通過重量檢測平臺時，該顯示屏實時顯示當前電芯的容量。
[0011]本實用新型的有益貢獻在于，其有效解決了上述問題。本實用新型摒棄傳統(tǒng)的通過長時間充放電測試來判斷電芯容量是否合格的分容柜，而通過電芯的重量檢測和電壓/內阻測試的檢測設備來進行判斷，其不僅簡單、便于操作，而且可在保證檢測準確性的同時提高檢測效率，大大降低檢測時間和單位檢測成本。本實用新型的檢測設備可節(jié)約成本、提高檢測效率，具有很強的實用性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的設備結構框圖。

【具體實施方式】
[0013]下列實施例是對本實用新型的進一步解釋和補充，對本實用新型不構成任何限制。
[0014]本實用新型的電芯容量檢測設備主要通過檢測電芯重量、電芯電壓和/或電阻值作為判斷標準，從而可快速判斷電芯的容量是否合格。
[0015]眾所周知，電芯的容量是指在一定的放電條件下，電芯實際放出的電量。因此，常規(guī)的電芯容量的測定方法與電池放電性能檢測的方法基本一致，其主要為恒電流放電法:通過放電時間與電流的大小計算電芯的容量。恒電流放電法的放電容量與放電電流有很大關系，并且充電制度、靜置時間等都會對容量有影響，在同一放電制度下，不同的充電制度對電池的充電效率是不一致的，因此，電池的放電容量也會有區(qū)別。國際通行慣例，采用0.2C率電流進行充放電測試，工業(yè)上為了節(jié)約時間，一般采用IC率進行測定。目前采用放電原理對電芯進行容量測定已成為行業(yè)標準測試，并且測試設備也是以該原理進行研發(fā)的，如分容柜。雖然電芯的容量測定在各工廠現場中已有標準的作業(yè)規(guī)范，但在工廠實際生產過程中，電芯容量的測定，主要是為了判斷電芯容量是否合格，而放電法測試僅為其測試方式之一，因而采用傳統(tǒng)的放電原理測試容量是否合格并非必需的測試手段。
[0016]實際中，經常長期實驗發(fā)現，若電芯重量滿足合格容量電芯的重量，則該電芯的容量基本可以判斷合格。因此，摒棄傳統(tǒng)的放電法原理進行測試，而直接采用電芯的重量測量作為主要判定標準，通過對每個電芯進行重量測量，并輔以電壓/內阻測試進行判斷，若電芯的重量、電壓和內阻值均能符合檢測標準，即使不能直接獲得每個電芯的實際容量，但也可間接判定該電芯容量合格。因此，通過電芯重量測量及電芯電壓/內阻測量可更準確更快速的篩選出容量合格的電芯。
[0017]采用電芯重量作為主要判定標準的理論依據如下:在理論狀態(tài)下，若制備電芯的原料配方一致，制備工藝一致，則制備的電芯的各項性能參數也一致。而實際制備過程中出現不合格產品，主要是由于人工操作的誤差及機械設備的精度有限等各種原因導致，例如正極活性材料的添加量出現誤差，電解液的添加量出現誤差等，導致產品一致性差，從而出現性能的差異。因此，通過衡量各步驟疊加的誤差程度，在一定程度上是可用判斷產品是否合格。而對于電芯，其前后不同制作工藝的誤差，經過疊加而體現出的誤差程度，是可通過電芯的重量和電壓/內阻進行衡量的，因此，通過重量測量和電壓、內阻的測試，便可在一定程度上判斷電芯的容量是否合格。此外，電池的設計原本亦是以各種主要材料的克重作為依據的，如正極材料、負極材料、電解液的克重。由于制作電池使用的其他零部件相同，因此，若裝配出來的電芯的重量符合檢測標準，則說明電芯的容量也基本達標。例如，當正極材料重量偏輕時，最終制取的電芯重量亦偏輕，其電芯容量便無法達到合格要求。同理，當某一材料偏重時，最終制取的電芯容量亦無法達到合格要求。為避免各材料各自有偏差，而總重量無偏差時造成誤檢，如正極材料偏重，負極材料偏輕，兩者重量偏差剛好中和，在重量檢測后輔以電壓和內阻測試便能排除誤檢。這樣，重量合格的電芯，若電壓和內阻均符合檢測標準，則該電芯容量合格。若僅為重量合格，而電壓和內阻測試不合格，則電芯容量不合格。由此可見，通過重量檢測和電壓/內阻測試，便可精確檢測出容量不合格的電芯。
[0018]為方便通過重量測量和電壓、內阻測試進行電芯容量檢測，本實用新型提供了一種電芯容量檢測設備。如圖1所示，該設備設有重量檢測平臺、電壓/內阻測試平臺、傳送帶、重量傳感器、控制單元、重量分選裝置、電壓/內阻分選裝置、電壓/內阻測試裝置、顯示屏等。
[0019]具體地，在所述重量檢測平臺下設有重量傳感器，該重量傳感器與控制單元連接。在所述重量檢測平臺的周邊設有重量分選裝置，其用于將重量不合格的電芯輸送至不合格品回收槽內。所述重量分選裝置與所述控制單元連接，其可為各種公知的重量分選裝置。如該重量分選裝置可以是設置在重量檢測平臺周邊的推板結構，其與控制單元連接，當重量傳感器檢測到當前電芯的重量不符合檢測標準時，其聯動所述推板結構從側面將當前電芯推送至設于重量檢測平臺周邊的不合格品回收槽。當重量傳感器檢測到當前電芯的重量符合檢測標準時，其通過傳送帶而將電芯傳送至下一工序。此外，根據不同的工藝要求，所述重量分選裝置還可設置成按質量對電芯進行精確分級篩選。
[0020]為便于流水線操作，在所述重量檢測平臺之前設有料斗，其可一次性投入若干個待檢電芯進行檢測。在料斗與重量檢測平臺之間設有傳送結構，其用于將電芯從料斗輸送至重量檢測平臺上進行重量檢測。所述傳送結構可為傳送帶或帶一定傾斜角度的滑板。在所述料斗內設有隔料構件，該隔料構件可打開或關閉而使電芯從料斗內流出。所述隔料構件與所述控制單元連接，其在控制單元的控制下而可按照整條流水線的傳送節(jié)拍而有規(guī)律的打開或關閉，使電芯的輸送速度和檢測速度相協調。
[0021]所述電壓/內阻測試平臺用于測試電芯的電壓和內阻，其上設有可檢測電芯電壓和內阻的電壓/內阻測試裝置。所述電壓/內阻測試裝置可為公知的電芯電壓/內阻測試儀。在所述電壓/內阻測試平臺上設有電壓/內阻分選裝置，該電壓/內阻分選裝置與所述控制單元連接。當所述電壓/內阻測試裝置檢測到當前電芯的電壓值和內阻值符合檢測標準時，其聯動所述電壓/內阻分選裝置將該檢測合格的電芯按照電壓/內阻值進行分級篩選。所述電壓/內阻分選裝置可參考公知的分選結構，如其可為電磁式、氣吸式、抓取式機械手臂，其根據電壓/內阻測試裝置的測試結果而抓取電芯，將當前電芯放入相應的分選槽內，以完成分級篩選。此外，現有的電壓/內阻測試通常采用電芯直立的方式進行檢測，電芯呈立式容易使得測試過程不穩(wěn)定，因此，本實用新型對電芯進行電壓/內阻測試時，所述電芯呈臥式穩(wěn)定于電壓/內阻測試平臺上接收檢測，其不僅便于操作，而且測試更準確，并可提高測試針的使用壽命。
[0022]由于電芯的后期制備過程中，不僅需要先進行容量分級，還需貼面墊、套熱縮膜等，將電芯封裝成套膜電芯后再進行電壓、內側測試，因此，為提高流水線檢測效率，在所述重量檢測平臺與電壓/內阻測試平臺之間依次設有電芯自動套膜裝置、貼面墊裝置及熱風熱縮裝置。所述電芯自動套膜裝置、貼面墊裝置及熱風熱縮裝置集成于一體而可提供自動化程度，減少人工操作所帶來的誤差，并減少貼面墊過程中膠水對操作員工的危害，同時提高加工效率。當重量檢測合格的電芯從重量檢測平臺流出并經過所述電芯自動套膜裝置時，直立的電芯通過傳送帶傳送至自動套膜裝置的熱縮膜下面，自動套膜裝置自動為電芯套膜并根據電芯的尺寸切割至相應的長度，然后由貼面墊裝置自動將無膠水的面墊放置在電芯頂部，最后通過傳送帶輸送至熱風熱縮裝置內，由熱風熱縮裝置對包覆有熱縮膜的電芯進行熱縮封裝，形成套膜電芯，以進行電壓/內阻測試。
[0023]為便于顯示設備運行狀態(tài)及設定各種檢測參數，在所述設備上設有顯示屏。所述顯示屏與所述控制單元連接，當電芯通過重量檢測平臺時，所述顯示屏可及時顯示當前電芯的容量。
[0024]藉此，便形成了本實用新型的電芯檢測設備。使用時，先校驗好重量檢測平臺和重量傳感器，然后將待檢電芯放入料斗內，使電芯可依次進入重量檢測平臺。其后通過顯示屏手動設置好重量、電壓、內阻檢測標準值。當電芯從料斗流入重量檢測平臺時，重量傳感器進行重量檢測，并在顯示屏上顯示其當前容量、聯動重量分選裝置將重量不合格的電芯剔除流水線，使重量合格的電芯流通至下一工序，重量不合格的電芯進入不合格品回收槽內。其后設備自動對電芯進行套膜、裁切、熱縮封裝，形成套膜電芯。套膜電芯經過電壓/內阻測試平臺時，電壓/內阻測試裝置自動檢測其電壓值和內阻值，然后聯動電壓/內阻分選裝置進行分級分選，然后進入到下一流程進行包裝等，以此自動完成電芯的后期檢測及加工工藝。經實驗，使用本實用新型的設備進行容量檢測，其準確率高達95%以上，其基本滿足工業(yè)生產需求，并高于使用分容柜進行檢測的準確度。使用本實用新型的檢測設備可大大降低電芯容量檢測的時間和單位檢測成本，相比于現有的分容柜，其可大大節(jié)約人力、電力和使用空間:對于10000個容量為2000mAh的電芯，只需使用一臺本實用新型的設備，約3個小時便能分容完成。而本實用新型的設備的占地面積約為:3m2，耗電量約為10度，在同等生產效率情況下，使用此方法的設備的制造成本較低，占地面積大大減少，能耗也大大降低，從而降低了單位產品的生產成本。
[0025]盡管通過以上實施例對本實用新型進行了揭示，但是本實用新型的范圍并不局限于此，在不偏離本實用新型構思的條件下，以上各構件可用所屬【技術領域】人員了解的相似或等同元件來替換。
【權利要求】
1.一種電芯容量檢測設備，其特征在于，該檢測設備設有重量檢測平臺和電壓/內阻測試平臺，在所述重量檢測平臺下設有重量傳感器，在電壓/內阻測試平臺上設有可檢測電芯電壓和內阻的電壓/內阻測試裝置，在所述重量檢測平臺與電壓/內阻測試平臺之間設有傳送帶，從而使得電芯可通過重量檢測平臺和電壓/內阻測試平臺而快速檢測出容量不合格的電芯。
2.如權利要求1所述的電芯容量檢測設備，其特征在于，所述檢測設備設有控制單元，在所述重量檢測平臺或傳送帶上設有重量分選裝置，所述重量傳感器及重量分選裝置分別與所述控制單元連接，當所述重量傳感器檢測到待測電芯的重量不合格時，其通過所述控制單元聯動所述重量分選裝置而將該重量不合格的待測電芯輸送至不合格品回收槽，當所述重量傳感器檢測到待測電芯的重量合格時，該待測電芯通過所述傳送帶而輸送至下一工序。
3.如權利要求2所述的電芯容量檢測設備，其特征在于，在所述電壓/內阻測試平臺上設有電壓/內阻分選裝置，所述電壓/內阻測試裝置及電壓/內阻分選裝置分別與所述控制單元連接，當所述電壓/內阻測試裝置檢測到待測電芯的電壓和內阻合格時，其通過所述控制單元聯動所述電壓/內阻分選裝置將該合格產品按照電壓/內阻進行分級篩選。
4.如權利要求3所述的電芯容量檢測設備，其特征在于，在所述重量檢測平臺和電壓/內阻測試平臺之間依次設有電芯自動套膜裝置、貼面墊裝置及熱風熱縮裝置，當重量檢測合格的電芯通過傳送帶依次通過該電芯自動套膜裝置、貼面墊裝置及熱風熱縮裝置時而自動被包裝成套膜電芯。
5.如權利要求4所述的電芯容量檢測設備，其特征在于，所述檢測設備設有可投放若干電芯的料斗，在所述料斗與重量檢測平臺之間設有可將電芯傳送至重量檢測平臺的傳送結構，在所述料斗內設有可打開并關閉的隔料構件，該隔料構件與所述控制單元連接，其可隨檢測節(jié)拍而規(guī)律的打開或關閉而使電芯按序傳送至重量檢測平臺上進行重量測量。
6.如權利要求5所述的電芯容量檢測設備，其特征在于，所述傳送結構為傳送帶、呈傾斜狀態(tài)的滑板或導流槽。
7.如權利要求6所述的電芯容量檢測設備，其特征在于，該檢測設備設有顯示設備運行狀態(tài)及顯示各種檢測參數的顯示屏，該顯示屏與所述控制單元連接，當電芯通過重量檢測平臺時，該顯示屏實時顯示當前電芯的容量。
【文檔編號】G01R31/36GK204116567SQ201420610206
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月21日 優(yōu)先權日:2014年10月21日
【發(fā)明者】陳佩 申請人:陳佩