锂电池极片边缘破损检测方法及边缘传感器技术

本申请涉及锂离子电池技术领域，公开了一种锂电池极片边缘破损检测方法及边缘传感器，锂电池极片边缘破损检测方法，包括：在锂电池极片处于卷绕状态下，获取面阵感光器件瞬时采集的长条矩形面阵图像；基于激光衍射原理与长条矩形面阵图像，提取得到极片边缘位置的第一测量值；计算长条矩形面阵图像的遮光比，基于遮光比确定极片边缘位置的第二测量值；根据一系列连续瞬时得到的第一测量值与第二测量值，确定锂电池极片边缘的破损情况。通过在锂电池极片处于卷绕状态下，根据基于激光衍射原理提取得到的第一测量值与基于遮光比确定的第二测量值，确定锂电池极片边缘的破损情况，本申请能够提高在卷绕情况下对锂电池极片边缘破损检测的准确性。损检测的准确性。损检测的准确性。

【技术实现步骤摘要】
锂电池极片边缘破损检测方法及边缘传感器


[0001]本申请实施方式涉及锂离子电池
，特别是涉及一种锂电池极片边缘破损检测方法及边缘传感器。

技术介绍

[0002]锂电池是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池，具有零污染、零排放、能量密度高、体积小和循环使用寿命长等优点。
[0003]在锂电池中段电芯装配工序中，需要采用卷绕工艺将分条后尺寸相匹配的正/负极片及隔膜等卷成电芯。为了确保锂电池的质量，锂电池卷绕机在对电池极片和隔膜卷绕时，需要在入卷处实时检测极片的边缘是否有破损。现有技术通常利用对射型边缘测量传感器在执行纠偏传感的同时，完成对极片边缘破损的检测。
[0004]然而，一方面对极片卷绕速度的要求进一步提高到3m/s以上，造成对射型边缘测量传感器对极片的空间采样频率下降；另一方面对极片边缘破损尺寸的检出要求进一步减小到1mm
×
1mm以下。在此越来越严苛的要求下，再加上极片边缘的毛刺和小幅高频振动，极易造成对射型边缘测量传感器误判，例如：破损误报和漏报。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供一种锂电池极片边缘破损检测方法及边缘传感器，以提高在卷绕情况下对锂电池极片边缘破损检测的准确性。
[0006]本申请实施例提供以下技术方案：
[0007]第一方面，本申请实施例提供一种锂电池极片边缘破损检测方法，包括：
[0008]在锂电池极片处于卷绕状态下，获取面阵感光器件瞬时采集的长条矩形面阵图像，其中，长条矩形面阵图像为激光束横截面被锂电池极片遮挡后所成的图像，每一长条矩形面阵图像对应锂电池极片边缘的一个特定位置，特定位置为在一个特定时刻，锂电池极片边缘在极片平面内沿垂直于极片边缘方向上的一个位置；
[0009]基于激光衍射原理与长条矩形面阵图像，提取得到极片边缘位置的第一测量值；
[0010]计算长条矩形面阵图像的遮光比，基于遮光比确定极片边缘位置的第二测量值；
[0011]根据一系列连续瞬时得到的第一测量值与第二测量值，确定锂电池极片边缘的破损情况。
[0012]在一些实施例中，基于激光衍射原理与长条矩形面阵图像，提取得到极片边缘位置的第一测量值，包括：
[0013]沿长条矩形的短边方向计算长条矩形面阵图像的平均灰度值，将平均灰度值对应的线阵图像作为锂电池极片边缘第一图像；
[0014]基于激光衍射原理，根据锂电池极片边缘第一图像提取得到极片边缘位置的第一测量值。
[0015]在一些实施例中，基于激光衍射原理与长条矩形面阵图像，提取得到极片边缘位
置的第一测量值，包括：
[0016]将长条矩形面阵图像中长条矩形的短边中间一行像素对应的线阵图像作为锂电池极片边缘第二图像；
[0017]基于激光衍射原理，根据锂电池极片边缘第二图像提取得到极片边缘位置的第一测量值。
[0018]在一些实施例中，计算长条矩形面阵图像的遮光比，包括：
[0019]获取第一光功率值，其中，第一光功率值为发光光源实时发射的光功率；
[0020]获取第二光功率值，其中，第二光功率值为锂电池极片遮挡状态下，面阵感光器件实时接收到的光功率，第二光功率值包括长条矩形面阵图像所有像元的灰度值之和；
[0021]根据同时获取到的第一光功率值和第二光功率值，确定长条矩形面阵图像的遮光比，其中，遮光比＝第二光功率值/第一光功率值。
[0022]在一些实施例中，基于遮光比确定极片边缘位置的第二测量值，包括：
[0023]若激光束的光强在横截面上不完全均匀分布，则通过标定得到遮光比与长条矩形面阵图像的像素序号的线性比例关系，根据线性比例关系得到极片边缘位置的第二测量值。
[0024]在一些实施例中，遮光比与长条矩形面阵图像的像素序号的线性比例关系，包括：
[0025]R
s
＝(x
‑
x
b
)/(x
e
‑
x
b
)
[0026]其中，R
s
表示遮光比，x
b
表示遮光比为0时长条矩形面阵图像对应的像素序号，x
e
表示遮光比为1时长条矩形面阵图像对应的像素序号，x表示遮光比为R
s
时长条矩形面阵图像对应的像素序号。
[0027]在一些实施例中，根据一系列连续瞬时得到的第一测量值与第二测量值，确定锂电池极片边缘的破损情况，包括：
[0028]若在一系列连续瞬时的第一测量值或第二测量值中，当前时刻测得的锂电池极片边缘位置的第一测量值与前一时刻测得的锂电池极片边缘位置的第一测量值的差值大于阈值，或者当前时刻测得的锂电池极片边缘位置的第二测量值与前一时刻测得的锂电池极片边缘位置的第二测量值的差值大于阈值，则确定锂电池极片边缘存在破损。
[0029]在一些实施例中，锂电池极片边缘的破损情况包括破损缺口的宽度和深度，根据一系列连续瞬时得到的第一测量值与第二测量值，确定锂电池极片边缘的破损情况，还包括：
[0030]若第一时刻测得的第一测量值与前一时刻测得的第一测量值的差值大于阈值，且变化趋势为变小，第一时刻测得的第二测量值与前一时刻测得的第二测量值的差值大于阈值，且变化趋势为变小，则确定第一时刻测得的第一测量值或第二测量值对应破损缺口的第一侧边；
[0031]若第二时刻测得的第一测量值与前一时刻测得的第一测量值的差值大于阈值，且变化趋势为变大，第二时刻测得的第二测量值与前一时刻测得的第二测量值的差值大于阈值，且变化趋势为变大，则确定第二时刻测得的第一测量值或第二测量值对应破损缺口的第二侧边；
[0032]根据卷绕速度及第一侧边对应的第一时刻与第二侧边对应的第二时刻的时间差确定破损缺口的宽度。
[0033]在一些实施例中，根据一系列连续瞬时得到的第一测量值与第二测量值，确定锂电池极片边缘的破损情况，还包括：
[0034]根据破损缺口内的第一测量值与破损缺口外的第一测量值之差确定破损缺口的深度，其中，破损缺口内的第一测量值为破损缺口的内侧的测量值，破损缺口外的第一测量值为破损缺口的外侧的测量值。
[0035]第二方面，本申请实施例提供一种边缘传感器，包括：
[0036]激光发射单元，由激光源、驱动电路和准直发射光路组成，用于产生横截面为矩形的准直激光束；
[0037]激光接收单元，由接收光路、面阵感光器件及驱动电路组成，用于输出图像；
[0038]至少一个信号处理单元，由中央处理器、存储器、输入输出接口及驱动电路组成，用于执行如第一方面的锂电池极片边缘破损检测方法。
[0039]本申请实施方式的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请实施方式提供一种锂电池极片边缘破损检测方法，包括：在锂电池极片处于卷绕状态下，获取面阵感光器件瞬时采集的长条矩形面阵图像，其中，长条矩形面阵图像为激光束横截面被锂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂电池极片边缘破损检测方法，其特征在于，所述方法包括：在锂电池极片处于卷绕状态下，获取面阵感光器件瞬时采集的长条矩形面阵图像，其中，所述长条矩形面阵图像为激光束横截面被锂电池极片遮挡后所成的图像，每一所述长条矩形面阵图像对应锂电池极片边缘的一个特定位置，所述特定位置为在一个特定时刻，所述锂电池极片边缘在极片平面内沿垂直于极片边缘方向上的一个位置；基于激光衍射原理与所述长条矩形面阵图像，提取得到极片边缘位置的第一测量值；计算所述长条矩形面阵图像的遮光比，基于所述遮光比确定极片边缘位置的第二测量值；根据一系列连续瞬时得到的所述第一测量值与所述第二测量值，确定锂电池极片边缘的破损情况。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于激光衍射原理与所述长条矩形面阵图像，提取得到极片边缘位置的第一测量值，包括：沿长条矩形的短边方向计算所述长条矩形面阵图像的平均灰度值，将所述平均灰度值对应的线阵图像作为锂电池极片边缘第一图像；基于激光衍射原理，根据所述锂电池极片边缘第一图像提取得到极片边缘位置的第一测量值。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述基于激光衍射原理与所述长条矩形面阵图像，提取得到极片边缘位置的第一测量值，包括：将所述长条矩形面阵图像中长条矩形的短边中间一行像素对应的线阵图像作为锂电池极片边缘第二图像；基于激光衍射原理，根据所述锂电池极片边缘第二图像提取得到极片边缘位置的第一测量值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述长条矩形面阵图像的遮光比，包括：获取第一光功率值，其中，所述第一光功率值为发光光源实时发射的光功率；获取第二光功率值，其中，所述第二光功率值为锂电池极片遮挡状态下，所述面阵感光器件实时接收到的光功率，所述第二光功率值包括所述长条矩形面阵图像所有像元的灰度值之和；根据同时获取到的所述第一光功率值和所述第二光功率值，确定所述长条矩形面阵图像的遮光比，其中，所述遮光比＝第二光功率值/第一光功率值。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述遮光比确定极片边缘位置的第二测量值，包括：若激光束的光强在横截面上不完全均匀分布，则通过标定得到遮光比与长条矩形面阵图像的像素序号的线性比例关系，根据所述线性比例关系得到极片边缘位置的第二测量值。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，遮光比与长条矩形面阵图像的像素序号的线性比例关系，包括：R
s
＝(x
‑
x
b
)/(x
e
‑
x
b

【专利技术属性】
技术研发人员：王三宏，金少峰，曾清清，
申请(专利权)人：深圳市深视智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：