极耳修正方法和极耳修正装置

技术领域

本申请属于电池技术领域，具体地，本申请涉及一种极耳修正方法和极耳修正装置。

背景技术

随着环保要求的不断提升，对电池的应用要求也越来越高。在锂电电池中，极芯卷绕后形成的锂电电池由于具有能量密度高和体积小的特点，已在电池的应用中显得尤为重要。

现有技术中，极芯卷绕后的每圈极片上都可以设置极耳，多个极耳的设置可以增加极芯卷绕后形成电池的能量利用效率。而极芯卷绕后容易导致极耳错位，极耳错位后可能产生电芯报废的问题，降低卷绕电芯的成品率。

目前在实际生产中，只有在极耳出现错位后才能够进行极耳位置的调整，也就是仅能够进行极耳错位的后反馈，使得极耳错位后的调整严重滞后，导致更多报废的电芯产生。

发明内容

本申请的一个目的是提供一种极耳修正方法和极耳修正装置的新技术方案。

根据本申请的第一方面，提供了一种极耳修正方法，用于卷绕电芯的极耳修正，包括：

检测所述卷绕电芯的极片在卷绕前的极片厚度；

判断所述极片厚度的变化值是否大于设定阈值；

在所述极片厚度的变化值大于设定阈值的情况下，抵消所述极片的厚度变化，以使所述极片卷绕后的多个所述极耳对齐。

可选地，抵消所述极片的厚度变化包括：

调节卷绕前的辊压机构的气压，以调整经所述辊压机构辊压后的极片厚度。

可选地，所述卷绕电芯通过卷针形成卷绕，抵消所述极片的厚度变化包括：

调整所述卷针的周长。

可选地，所述极片上的极耳通过模切形成，抵消所述极片的厚度变化包括：

修正极片上极耳的模切位置。

可选地，检测所述卷绕电芯的极片在卷绕前的极片厚度包括：

通过厚度传感器检测卷绕电芯的极片在卷绕前的极片厚度。

可选地，所述极片厚度的变化值包括减小值和增加值；

在所述极片厚度的减小值大于设定阈值的情况下，向后修正极片上的极耳位置以使所述极片卷绕后的多个所述极耳对齐。

在所述极片厚度的增加值大于设定阈值的情况下，向前修正极片上的极耳位置以使所述极片卷绕后的多个所述极耳对齐。

可选地，检测所述卷绕电芯的极片在卷绕前的极片厚度包括等间距检测和固定位置检测。

可选地，在抵消所述极片的厚度变化之后，所述极耳修正方法还包括：

计算多个所述极耳位置的实际错位参数；

根据所述实际错位参数对极片上的极耳位置进行修正。

根据本申请的第二方面，提供了一种极耳修正装置，用于卷绕电芯的极耳修正，包括：

厚度检测组件，所述厚度检测组件用于检测卷绕电芯的极片在卷绕前极片厚度；

处理器组件，所述处理器组件用于接收极片厚度数据并判断极片厚度的变化值与设定阈值的大小；

修正组件，所述修正组件在所述处理器组件的控制下修正卷绕电芯上的极耳位置，以使多个所述极耳对齐。

可选地，所述厚度检测组件包括控制阀、检测头和垫板，所述检测头与所述控制阀连接，所述垫板与所述检测头相对；

所述检测头与所述控制阀位于极片的厚度方向的一侧，所述垫板位于极片的厚度方向的另一侧。

可选地，所述修正组件包括辊压机构、卷针调整机构和模切机构中的至少一种。

本申请的一个技术效果在于：

本申请实施例提供了一种极耳修正方法，极耳修正方法包括：检测卷绕电芯的极片在卷绕前的极片厚度；判断极片厚度的变化值是否大于设定阈值；在极片厚度的变化值大于设定阈值的情况下，抵消所述极片的厚度变化，以使极片卷绕后的多个极耳对齐。本申请实施例通过抵消所述极片的厚度变化，以使极片卷绕后的多个极耳对齐，提前对可能错位的极耳位置进行补偿和调整，以解决因极片厚度变化而导致极耳错位甚至极芯报废的问题，提升了卷绕电芯的成品率。

通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述，本申请的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且连同其说明一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请实施例提供的一种极耳修正方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的一种极耳修正方法的逻辑控制图；

图3为本申请实施例提供的一种卷绕电芯卷绕示意图；

图4为本申请实施例提供的一种卷绕电芯的成型示意图；

图5为本申请实施例提供的一种极耳修正装置的示意图。

其中：

1、厚度检测组件；11、控制阀；12、检测头；13、垫板；2、修正组件。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

参照图1，本申请实施例提供了一种极耳修正方法，极耳修正方法用于卷绕电芯的极耳修正，极耳修正方法包括：

S101，检测卷绕电芯的极片在卷绕前的极片厚度；

具体地，卷绕电芯的极片上可以间隔设置有多个极耳，在卷绕电芯的极片卷绕后，多个极耳可以依次分布于每一圈极片上；而卷绕电芯的极片在卷绕前的极片厚度与每一圈极片上的极耳位置相互关联，通过检测卷绕电芯的极片在卷绕前的极片厚度，可以推断每一圈极片上的极耳位置，以便于将多圈极片上的极耳进行对齐。

S102，判断极片厚度的变化值是否大于设定阈值；

具体地，对于理想的极片，在极片厚度保持一致的情况下，可以呈等差数列地在卷绕电芯的极片上间隔分布多个极耳，便可以保证多个极耳的对齐；但在遇到极片的物料换卷、断带、接带或者出现坏品极片的情况下，容易造成极片的厚度变化，导致极片卷绕后的多个极耳错位；而本申请通过判断极片厚度的变化值是否大于设定阈值，以确定是否需要对极片上的极耳位置进行修正；比如极片厚度的变化值大于设定阈值的情况下，抵消所述极片的厚度变化，以保证极片卷绕后的多个极耳对齐；而在极片厚度的变化值小于或者等于设定阈值的情况下，便可以不进行极片上的极耳位置修正，而是继续极片的卷绕，以保证卷绕电芯的成型效率。

S103，在极片厚度的变化值大于设定阈值的情况下，抵消所述极片的厚度变化，以使极片卷绕后的多个极耳对齐。

具体地，在极片厚度的变化值大于设定阈值的情况下，极片的厚度变化容易导致极片卷绕后的多个极耳错位，而本申请实施例通过抵消所述极片的厚度变化，以使极片卷绕后的多个极耳对齐，提前对可能错位的极耳位置进行补偿和调整，以解决因极片厚度变化而导致极耳错位甚至极芯报废的问题，而且避免了传统的在极耳已经错位的情况下滞后反馈极耳错位的情况。

在一种实施例中，参见图2，检测卷绕电芯的极片在卷绕前的极片厚度可以通过厚度传感器来实现，在遇到极片的物料换卷、断带、接带或者坏品极片等易错位的情况时，可以用厚度传感器对极片厚度进行测量，处理器根据极片厚度的变化，提前反馈给辊压机构(比如压花辊或者采用辊轮的辊压机)、卷针调整机构或者模切机构进行错位调整，消除极耳错位调整的滞后性，提升卷绕电芯的成品率，减少卷绕电芯生产过程中的浪费。

具体地，参见图3和图4，卷绕电芯通过中心的卷针形成卷绕，卷针周长为卷绕电芯所使用的动针和定针所组成的圆柱体的圆的周长。在卷绕电芯卷绕完毕后，可以通过图3中相对的下料夹爪将卷绕电芯从卷针上下料，然后将圆的卷绕电芯拉成图4中扁的卷绕电芯。

设卷针周长为c，卷针周长的变化量为Δc，卷绕电芯的膜厚为t,膜厚变化为Δt,膜厚为卷绕电芯所使用材料的厚度总和，包括正极极片厚度、负极极片厚度和上下隔离膜厚度；

参见图4，卷绕电芯最内侧为第一圈，第一圈逐渐向外为第二圈、第三圈至第n圈，对于理想卷针及均一的膜厚：

第一圈膜厚的长度：l

第二圈膜厚的长度：l

第n圈膜厚的长度：l

相邻圈的长度差Δl＝2πt

左侧卷绕电芯的厚度rn为(n-1)t，右侧卷绕电芯的厚度rn为nt。

以卷绕电芯最内侧的第1片极耳为参考：第一片极耳与第一片极耳之间、第一片极耳与第一片极耳外侧的第二片极耳、第一片极耳与第二片极耳外侧的第三片极耳以及第一片极耳与第n片极耳之间的长度分别为：

L

L

L

L

在此基础上，可以根据极片的厚度变化程度来修正第一片极耳与第n片极耳之间的长度，以保证极片卷绕后的多个极耳对齐。

本申请实施例提供的极耳修正方法包括：检测卷绕电芯的极片在卷绕前的极片厚度；判断极片厚度的变化值是否大于设定阈值；在极片厚度的变化值大于设定阈值的情况下，抵消所述极片的厚度变化，以使极片卷绕后的多个极耳对齐。本申请实施例通过抵消所述极片的厚度变化，以使极片卷绕后的多个极耳对齐，提前对可能错位的极耳位置进行补偿和调整，以解决因极片厚度变化而导致极耳错位甚至极芯报废的问题，提升了卷绕电芯的成品率。

可选地，抵消所述极片的厚度变化包括：

调节卷绕前的辊压机构的气压，以调整经所述辊压机构辊压后的极片厚度。

具体地，辊压卷绕电芯的极片可以是通过辊压机构在极片上进行压花，以在极片上产生凹凸的图案；而且通过调节卷绕前的辊压机构的气压，可以使经所述辊压机构辊压后极片的凹凸幅度更大，进而调整极片的厚度，以使极片卷绕后的多个极耳对齐。

可选地，卷绕电芯通过卷针形成卷绕，抵消所述极片的厚度变化包括：

调整卷针的周长。

具体地，对于第n片极耳，如果极片的厚度变化导致极片卷绕后的第n片极耳错位(n-1)Δc的长度，可以通过调整卷针的周长变化为Δc，使得第一片极耳与第一片极耳之间、第一片极耳与第一片极耳外侧的第二片极耳、第一片极耳与第二片极耳外侧的第三片极耳以及第一片极耳与第n片极耳之间的长度分别为：

L

L

L

L

卷针的周长调整可以补偿因为极片的厚度变化导致的极片卷绕后极耳的错位，保证极片卷绕后的多个极耳对齐。

可选地，极片上的极耳通过模切形成，抵消所述极片的厚度变化包括：

修正极片上极耳的模切位置。

具体地，极片上的极耳具体可以是卷绕电芯时所使用的极片按照设计的极耳间隔通过模切机构进行裁切得到，也就是极片上极耳的模切位置的修正可以调整极耳之间的长度。在极片的厚度变化时，可以通过处理器将厚度变化信息反馈给模切机构，模切机构调整极耳之间的模切尺寸，以保证极片卷绕后的多个极耳对齐，增加极耳错位的前馈环节，提前反馈极耳错位的及时性。

可选地，检测所述卷绕电芯的极片在卷绕前的极片厚度包括：

通过厚度传感器检测卷绕电芯的极片在卷绕前的极片厚度。

具体地，检测卷绕电芯的极片在卷绕前的极片厚度可以通过厚度传感器来实现，在遇到极片的物料换卷、断带、接带或者坏品极片等易错位的情况时，可以用厚度传感器对极片厚度进行测量，处理器根据极片厚度的变化，提前反馈给修正组件，以便于修正组件及时对极耳位置进行调整，消除极耳错位调整的滞后性，提升卷绕电芯的成品率，减少卷绕电芯生产过程中的浪费。

可选地，极片厚度的变化值大于设定阈值包括：

极片厚度的减小值大于设定阈值，向后修正极片上的极耳位置以使极片卷绕后的多个极耳对齐。

具体地，卷绕电芯的膜厚为t,如果极片的厚度变化导致极片卷绕后的第n片极耳错位(n-1)Δt的长度，可以通过调整膜厚变化为Δt，使得第一片极耳与第一片极耳之间、第一片极耳与第一片极耳外侧的第二片极耳、第一片极耳与第二片极耳外侧的第三片极耳以及第一片极耳与第n片极耳之间的长度分别为：

L

L

L

L

调整膜厚变化为Δt具体可以通过改变辊压机构的辊压压力改变膜厚,比如当检测到极片的厚度变化后，处理器反馈给辊压机构，辊压机构调节压花气压来调整膜厚；也可以通过改变卷针周长来调整膜厚，比如处理器反馈极片的厚度变化信息给卷针调整机构，通过卷针调整机构调整卷针大小，或者人为增减卷针上的铁氟龙来调整卷针大小；或者改变模切机构的模切尺寸来改变膜厚，以抵消因为极片厚度发生变化导致的极耳错位。

极片在物料换卷、断带、接带或者出现坏品极片后，如果测量出极片的厚度变薄，这时卷绕电芯上的极耳将有向前错位的风险；可以根据极片的厚度变化量来对应抵消所述极片的厚度变化。在一种实施例中，比如通过调节卷针伺服来调节卷针周长，以使卷针周长变大，也可以通过操作人员增加卷针上的铁氟龙贴纸，使卷针周长变大；在另一种实施例中，调节模切机构的模切参数，使模切出的极耳间距变小；在又一种实施例中，通过增加辊压机构的辊压力，使极片凹凸幅度更大而变厚。以在极耳错位发生前进行极耳位置的修正，保证卷绕电芯的成型效率。

可选地，极片厚度的变化值大于设定阈值包括：

极片厚度的增加值大于设定阈值，向前修正极片上的极耳位置以使极片卷绕后的多个极耳对齐。

极片在物料换卷、断带、接带或者出现坏品极片后，如果测量出极片的厚度变厚，这时卷绕电芯上的极耳将有向后错位的风险；可以根据极片的厚度变化量来对应抵消所述极片的厚度变化。在一种实施例中，比如通过调节卷针伺服来调节卷针周长，以使卷针周长变小，也可以通过操作人员减少卷针上的铁氟龙贴纸，使卷针周长变小；在另一种实施例中，调节模切机构的模切参数，使模切出的极耳间距变大；在又一种实施例中，通过增加辊压机构的辊压力，使极片凹凸幅度更小而变薄。以在极耳错位发生前进行极耳位置的修正，保证卷绕电芯的成型效率。

可选地，检测卷绕电芯的极片在卷绕前的极片厚度包括等间距检测和固定位置检测。

具体地，参见图5，卷绕电芯的极片在放卷机构和收卷机构之间会张紧一段长度，检测卷绕电芯的极片在卷绕前的极片厚度可以通过安装在张紧极片处的测厚传感器来实现。

等间距检测是指在张紧极片处设定固定长度的间隔去检测极片厚度，例如在张紧极片处设定间隔100mm测试极片厚度一次，得到的极片厚度数据和极片的设定厚度相对比，判断极片厚度的变化值是否大于设定阈值，设定阈值的取值可以在0.1mm-2.0mm范围内；固定位置检测可以是在张紧极片处选择固定的点位去检测极片的厚度，例如在出现坏品或者换卷后进行极片厚度检测并记录厚度数据，以及时得到极片厚度的变化参数，以保证抵消所述极片的厚度变化的及时性。

可选地，在抵消所述极片的厚度变化之后，所述极耳修正方法还包括：

计算多个所述极耳位置的实际错位参数；

根据所述实际错位参数对极片上的极耳位置进行修正。

具体地，抵消所述极片的厚度变化的过程包括第一阶段修正和第二阶段修正，在极片厚度的变化值大于设定阈值的情况下，抵消所述极片的厚度变化包括：

在极片厚度的变化值大于设定阈值的情况下，对极片上的极耳位置进行第一阶段修正；

计算多个极耳位置的实际错位参数；

根据实际错位参数对极片上的极耳位置进行第二阶段修正。

具体地，参见图2，本申请实施例提供的极耳修正方法可以首先通过厚度传感器来检测卷绕电芯的极片在卷绕前的极片厚度变化，以进行极片厚度的变化值是否大于设定阈值的前馈；在极片厚度的变化值大于设定阈值的情况下，通过辊压机构的辊压力调整、卷针大小调整或者模切尺寸调整的错位调整，以对极片上的极耳位置进行第一阶段修正，以完成卷绕电芯的卷绕操作。

在进行卷绕电芯的卷绕操作后，可以进行计算多个极耳位置的实际错位参数的错位计算，该实际错位参数具体为卷绕完后多个极耳的实际错位参数，通过卷绕过程中错位量的计算，并且将极耳的错位量验证并反馈至错位调整步骤，以对极耳进行进一步修正和调整，使卷绕电芯的卷绕控制更精确和精细。

可选地，极片为正极片或负极片。

具体地，卷绕电芯的正极片和负极片在卷绕过程中，正极片和负极片的厚度可能会发生变化。本申请实施例提供的极耳修正方法可以分别对正极片和负极片上的正极耳位置和负极耳位置进行修正，以使正极片卷绕后的多个正极耳对齐，并且负极片卷绕后的多个负极耳对齐，提前对可能错位的极耳位置进行补偿和调整，提升了卷绕电芯的成品率。

参见图5，本申请实施例还提供了一种极耳修正装置，用于卷绕电芯的极耳修正，极耳修正装置包括：

厚度检测组件1，厚度检测组件1用于检测卷绕电芯的极片在卷绕前极片厚度；

处理器组件，所述处理器组件用于接收极片厚度数据并判断极片厚度的变化值与设定阈值的大小；

修正组件2，修正组件2在所述处理器组件的控制下修正卷绕电芯上的极耳位置，以使多个极耳对齐。

具体地，本申请实施例提供的极耳修正装置通过厚度检测组件1检测卷绕电芯的极片在卷绕前的极片厚度；所述处理器组件用于接收极片厚度数据并能够判断极片厚度的变化值与设定阈值的大小；在极片厚度的变化值大于设定阈值的情况下，所述处理器组件反馈给所述修正组件2，通过修正组件2抵消所述极片的厚度变化，以使极片卷绕后的多个极耳对齐，提前对可能错位的极耳位置进行补偿和调整，以解决因极片厚度变化而导致极耳错位甚至极芯报废的问题，提升了卷绕电芯的成品率。

可选地，参见图5，厚度检测组件1包括控制阀11、检测头12和垫板13，检测头12与控制阀11连接，垫板13与检测头12相对；

检测头12与控制阀11位于极片的厚度方向的一侧，垫板13位于极片的厚度方向的另一侧。

具体地，厚度检测组件1可以为厚度传感器或者测厚仪，参见图5，当极片原料换卷或者出现接带坏品等极片厚度发生变化的情况时，控制阀11可以控制通气至检测头12，以使检测头12快速伸出至垫板13处来夹住极片，进而实现极片厚度的测量；在极片厚度测量完成后，控制阀11控制气流以对检测头12泄气，使检测头12向远离垫板13的方向缩回。厚度检测组件1将厚度检测的信息转换成电信号并传递至PLC(可编程逻辑控制器)或者电路板等控制器处理，控制器根据测量的厚度变化量和修正设备的情况，通过调节卷针周长、辊压力的大小和模切参数来实现多个极耳的对齐。

可选地，修正组件2包括辊压机构、卷针调整机构和模切机构中的至少一种。

具体地，极片在物料换卷、断带、接带或者出现坏品极片后，如果测量出极片的厚度变化值大于设定阈值，这时卷绕电芯上的极耳将有错位的风险；可以根据极片的厚度变化量来对应抵消所述极片的厚度变化。在一种实施例中，比如通过卷针调整机构调节卷针伺服来调节卷针周长，也可以通过操作人员增减卷针上的铁氟龙贴纸，使卷针周长发生变化；在另一种实施例中，通过调节模切机构的模切参数，使模切出的极耳间距变化；在又一种实施例中，通过改变压花辊或者辊轮等辊压机构的辊压力，使极片凹凸幅度发生变化。以在极耳错位发生前进行极耳位置的修正，保证卷绕电芯的成型效率。

虽然已经通过例子对本申请的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本申请的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本申请的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本申请的范围由所附权利要求来限定。