專利名稱：用于毛刺檢測的集流體樣品及其成形工裝、成形設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及鋰電池集流體分切后的毛刺檢測。
背景技術：
電池極片是由極卷分切切片制成，并排列到載體上形成集流體。但是，經(jīng)過分切及切片后極片邊緣會產(chǎn)生金屬毛刺，毛刺如果過長，可能會刺穿隔膜引起內(nèi)部短路，存在安全隱患。因此需要對毛刺狀態(tài)進行檢測，以根據(jù)情況及時進行設備調(diào)整或更換從而實現(xiàn)對毛刺的控制，提高電池的安全性能。例如申請?zhí)枮?010106196668. 6的中國專利公開的一種檢測極片毛刺的裝置，包括用于防止極片的金屬底座，金屬底座上設置有厚度與可容忍的最大毛刺高度相同的絕緣極片座，用于放置集流體，該裝置于絕緣極片座上方還上下移動地設置有金屬上蓋，金屬上蓋與金屬底座通過檢測單元電連接。使用時金屬上蓋上升，將集流體平整放置到絕緣極片座上并使極片具有毛刺的部分懸空在金屬底座上方，然后金 屬上蓋下降，將集流體夾緊并電導通，若極片毛刺過長，毛刺就會使金屬上蓋和金屬底座導通，使檢測單元回路閉合發(fā)出警示。該裝置采用電檢測，且放置極片時操作誤差不易控制，可靠性差。另外一種檢測方式是在檢測工裝的輔助下通過超景深三維數(shù)碼顯微鏡對集流體端面的毛刺進行測量，以明確了解毛刺的尺寸和設備的生產(chǎn)狀態(tài)。目前的檢測工裝是采用類似上述金屬底座和金屬上蓋的兩層夾片將整條的分切樣品平整地夾持起來，再放到載物臺上。但是，該工裝在檢查中存在以下三個問題第一，若集流體尺寸較大，載物臺將無法完全承載樣品，需要采用非常規(guī)檢測方式，導致檢查效率低下，且易產(chǎn)生漏檢；第二，集流體較柔軟，在沒有預抻力的作用下容易起皺不平展，因此在檢測中往往要對極片的狀態(tài)經(jīng)過很長時間的調(diào)整才能滿足檢測要求；第三，取樣往往與檢測不在一個地點，需要對樣品進行轉(zhuǎn)運，在轉(zhuǎn)運過程中易造成樣品損壞，導致誤判。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種便于檢測的集流體樣品，以及該集流體樣品的成形工裝、成形設備。本實用新型中用于毛刺檢測的集流體樣品采用的技術方案是包括與待檢測的集流體層疊設置的支撐充填層，所述支撐充填層與所述集流體層疊接觸的寬度小于集流體的寬度從而使集流體待檢測的邊緣露出且所述支撐充填層的厚度不小于所述集流體的毛刺允許的最大長度；集流體樣品還包括用于卷繞所述集流體和支撐充填層的卷繞轉(zhuǎn)軸；所述集流體樣品是由所述集流體和支撐充填層卷繞在所述卷繞轉(zhuǎn)軸上而成的集流體卷。與現(xiàn)有技術中采用的平整夾持結構相比，采用上述卷繞轉(zhuǎn)以及支撐充填層，能夠?qū)⒓黧w方便地卷繞到所述卷繞轉(zhuǎn)軸上形成集流體卷，支撐充填層寬度和厚度依據(jù)集流體寬度和毛刺的檢驗標準設置，使卷繞起來的集流體間彼此隔離，避免毛刺互相干涉。這樣形成的集流體樣品成卷狀，空間占用小，能夠靈活地調(diào)節(jié)集流體在載物臺上的位置，避免因取樣尺寸過大導致載物臺無法完全承載樣品的弊端，方便集流體的檢測。[0006]本實用新型中成形工裝所采用的技術方案是包括用于卷繞由集流體和支撐充填層形成的層狀物的卷繞轉(zhuǎn)軸，所述卷繞轉(zhuǎn)軸上設置有能夠?qū)⑺鰧訝钗镅鼐砝@轉(zhuǎn)軸的軸線方向固定到所述卷繞轉(zhuǎn)軸外表面的裝夾結構。依靠裝夾結構，可以將由集流體和支撐充填層形成的層狀物夾持到卷繞轉(zhuǎn)軸上，然后通過轉(zhuǎn)動卷繞轉(zhuǎn)軸方便地將集流體制成卷裝集流體樣品。所述裝夾結構是圍繞卷繞轉(zhuǎn)軸外表面設置且沿卷繞轉(zhuǎn)軸軸線方向設有能夠與卷繞轉(zhuǎn)軸外表面夾緊或分離的開口的圓筒形夾片。通過該夾片可以方便地將集流體一端固定到卷繞轉(zhuǎn)軸上從而可以通過卷繞轉(zhuǎn)軸帶動集流體進行卷繞。所述卷繞轉(zhuǎn)軸沿自身軸線方向設置有能夠驅(qū)動所述卷繞轉(zhuǎn)軸沿自身軸線轉(zhuǎn)動的扭矩傳遞結構。該扭矩傳遞結構便于卷繞轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動，并可以利用該扭矩傳遞結構實現(xiàn)自動化卷繞。 所述扭矩傳遞結構是貫穿卷繞轉(zhuǎn)軸中心的十字形槽。十字形槽結構簡單，扭矩傳遞性能好。本實用新型中成形設備所采用的技術方案是包括成形工裝，所述成形工裝包括用于卷繞由集流體和支撐充填層形成的層狀物的卷繞轉(zhuǎn)軸，所述卷繞轉(zhuǎn)軸上設置有能夠?qū)⑺鰧訝钗镅鼐砝@轉(zhuǎn)軸的軸線方向固定到所述卷繞轉(zhuǎn)軸外表面的裝夾結構；所述卷繞轉(zhuǎn)軸沿自身軸線方向設置有能夠驅(qū)動所述卷繞轉(zhuǎn)軸沿自身軸線轉(zhuǎn)動的扭矩傳遞結構，所述成形設備包括能夠通過所述扭矩傳遞結構帶動所述卷繞轉(zhuǎn)軸沿自身軸線轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置。所述裝夾結構是圍繞卷繞轉(zhuǎn)軸外表面設置且沿卷繞轉(zhuǎn)軸軸線方向設有能夠與卷繞轉(zhuǎn)軸外表面夾緊或分離的開口的圓筒形夾片。所述驅(qū)動裝置包括用于產(chǎn)生扭矩的卷繞電機，還包括能夠沿所述卷繞轉(zhuǎn)軸的軸線方向移動的滑移平臺、以及連接在所述滑移平臺上能夠驅(qū)動所述滑移平臺運動的滑移氣缸，所述卷繞電機固定設置在所述滑移平臺上。所述扭矩傳遞結構是貫穿卷繞轉(zhuǎn)軸中心的十字形槽；所述驅(qū)動裝置包括與所述十字形槽傳動配合的十字形傳動桿。所述成形設備包括用于儲存卷繞在所述成形工裝形成的集流體樣品的儲存箱，所述樣品儲存箱上設置有與所述卷繞轉(zhuǎn)軸上的十字形槽適配的用于支撐所述集流體樣品的支撐桿。本實用新型中成形設備的有益效果通過集流體成形設備可以將集流體固定在轉(zhuǎn)軸上，這樣就可以靈活地調(diào)節(jié)集流體在載物臺上的位置，避免因取樣尺寸過大就導致載物臺無法完全承載樣品的弊端，方便集流體的檢測?；破脚_及滑移氣缸用于帶動卷繞電機的往復滑移，便于進行安裝拆卸聯(lián)軸器與轉(zhuǎn)軸。專門配備的樣品儲存箱也可以很好的保存樣品，在樣品取樣跟轉(zhuǎn)運過程中對樣品起到保護作用，避免因轉(zhuǎn)運過程中對樣品損壞帶來的檢測誤判。

圖I :本實用新型成形工裝實施例的結構主視圖；圖2 :圖I的俯視局部剖視圖；圖3 :集流體的裝夾結構及裝夾方式示意圖；圖4:圖3的俯視圖；圖5 :本實用新型成形設備實施例的結構示意圖；[0017]圖6 :張力控制系統(tǒng)原理框圖；圖7:儲存箱的結構圖。圖中各附圖標記名稱為1卷繞轉(zhuǎn)軸，2圓筒形夾片，3集流體，4十字形槽，5支撐充填層，6十字形傳動桿，7聯(lián)軸器，8卷繞電機，9滑移平臺，10滑移氣缸，11載物臺，12支撐桿，13集流體樣品。
具體實施方式
本實用新型中用于毛刺檢測的集流體樣品的一個實施例如圖廣圖4所示包括與待檢測的集流體3層疊設置的支撐充填層5，支撐充填層5與集流體3層疊接觸的寬度小于集流體3的寬度從而使集流體3待檢測的邊緣露出且支撐充填層5的厚度不小于集流體 的毛刺允許的最大長度；集流體樣品13還包括用于卷繞集流體3和支撐充填層5的卷繞轉(zhuǎn)軸；集流體樣品13是由集流體3和支撐充填層5卷繞在卷繞轉(zhuǎn)軸上而成的集流體卷。本實用新型中的成形工裝的一個實施例如圖f圖4所示包括用于卷繞由集流體3和支撐充填層5形成的層狀物的卷繞轉(zhuǎn)軸I，卷繞轉(zhuǎn)軸I上設置有能夠?qū)訝钗镅鼐砝@轉(zhuǎn)軸I的軸線方向固定到卷繞轉(zhuǎn)軸I外表面的裝夾結構，裝夾結構是圍繞卷繞轉(zhuǎn)軸I外表面設置且沿卷繞轉(zhuǎn)軸I軸線方向設有能夠與卷繞轉(zhuǎn)軸I外表面夾緊或分離的開口的圓筒形夾片2。通過該圓筒形夾片2可以方便地將集流體一端固定到卷繞轉(zhuǎn)軸I上從而可以通過卷繞轉(zhuǎn)軸I帶動集流體進行卷繞。卷繞轉(zhuǎn)軸I沿自身軸線方向設置有能夠驅(qū)動卷繞轉(zhuǎn)軸I沿自身軸線轉(zhuǎn)動的扭矩傳遞結構，扭矩傳遞結構是貫穿卷繞轉(zhuǎn)軸I中心的十字形槽4。本實用新型中的成形設備的一個實施例如圖f圖4所示包括成形工裝，成形工裝包括用于卷繞由集流體和支撐充填層5形成的層狀物的卷繞轉(zhuǎn)軸1，卷繞轉(zhuǎn)軸I上設置有能夠?qū)訝钗镅鼐砝@轉(zhuǎn)軸I的軸線方向固定到卷繞轉(zhuǎn)軸I外表面的裝夾結構，裝夾結構是圍繞卷繞轉(zhuǎn)軸I外表面設置且沿卷繞轉(zhuǎn)軸I軸線方向設有能夠與卷繞轉(zhuǎn)軸I外表面夾緊或分離的開口的圓筒形夾片2。卷繞轉(zhuǎn)軸I沿自身軸線方向設置有能夠驅(qū)動卷繞轉(zhuǎn)軸I沿自身軸線轉(zhuǎn)動的扭矩傳遞結構，扭矩傳遞結構是貫穿卷繞轉(zhuǎn)軸I中心的十字形槽4 ;成形設備包括能夠通過十字形槽4帶動卷繞轉(zhuǎn)軸I沿自身軸線轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置，驅(qū)動裝置包括與十字形槽4傳動配合的十字形傳動桿6，成形設備還包括能夠沿卷繞轉(zhuǎn)軸I的軸線方向移動的滑移平臺9、連接在滑移平臺上用于驅(qū)動滑移平臺運動的滑移氣缸10、以及固定設置在滑移平臺9上的卷繞電機8，卷繞電機8與十字形傳動桿6之間通過聯(lián)軸器7傳動連接。另外，成形設備還包括用于儲存卷繞在成形工裝形成的集流體樣品13的儲存箱，儲存箱包括載物臺11，載物臺11上設置有與卷繞轉(zhuǎn)軸I上的十字形槽4適配的用于支撐集流體樣品13的支撐桿12。成形設備還設置有用于維持集流體3張力的張力控制系統(tǒng)和張力傳感器，張力控制系統(tǒng)利用張力檢測傳感器把集流體檢測樣的張力轉(zhuǎn)換成相應的電信號，反饋到張力控制器的輸入端與張力給定值比較，組成張力閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，如圖6所示。如果張力測定值比設定值小，控制系統(tǒng)使執(zhí)行電機轉(zhuǎn)矩增大，轉(zhuǎn)速提高，張力增大；如果張力設定比值比設定值大，控制系統(tǒng)使執(zhí)行電機轉(zhuǎn)矩減小，轉(zhuǎn)速降低，張力減小。如此反復調(diào)節(jié)，使樣品的張力基本恒定不變，實現(xiàn)恒張力控制，可以使卷繞無褶皺，并有效避免外界振動的干擾，避免了對集流體平整度的調(diào)整。使用方式先將成形工裝通過十字形槽4安裝到成形設備上的十字形傳動桿6上，再將集流體3與作為集流體間隔支撐的支撐充填層5層疊形成層狀物，所述支撐充填層與所述集流體層疊接觸的寬度小于集流體的寬度并使集流體待檢測的邊緣露出且所述支撐充填層的厚度不小于所述集流體的毛刺允許的最大長度；將層疊好的集流體3與支撐充填層5通過圓筒形夾片2固定于卷繞轉(zhuǎn)軸I上。然后，通過圖5所示的成形設備在張力控制系統(tǒng)的調(diào)整控制下將集流體測試樣品平整無褶皺地卷繞到卷繞轉(zhuǎn)軸I上，做成卷狀的集流體樣品13。最后，將集流體樣品13通過十字形槽4裝入載物臺11上的支撐桿12中裝箱，轉(zhuǎn)運到測試中心進行樣品檢測，如圖7所示。當然，在取樣較少的情況下，也可以采用手動卷繞的方式，卷繞過程盡量在一定張力下進行以避免出現(xiàn)褶皺，若出現(xiàn)部分褶皺，稍作平整度的整理即可。在上述成形工裝和成形設備的實施例中，將所述電池集流體固定到所述卷繞轉(zhuǎn)軸外表面的裝夾結構采用了圓筒形夾片2的方式，在本發(fā)明的其他實施例中，也可以采用在卷繞轉(zhuǎn)軸外表面沿卷繞轉(zhuǎn)軸軸線設槽，將集流體一端按壓到槽上并與槽對齊，然后使用與槽形狀對應的一只壓棒將集流體壓緊到卷繞轉(zhuǎn)軸外表面，再通過在棒的端部設箍、或者槽與壓棒的兩端部采用過盈配合等方式將壓棒與集流體固定到卷繞轉(zhuǎn)軸外表面，可以實現(xiàn)同樣的效果。其中采用的十字形槽也可以更換成其他的方式，例如平鍵槽、花鍵槽、多邊形槽的形式，或者平鍵軸、花鍵軸、多邊形軸的形式等，所述成形設備上的十字形傳動桿6及載物臺11上的支撐桿12設置成對應配合的結構即可，同樣可實現(xiàn)扭矩的有效傳遞。另外，驅(qū)動裝置除了采用上述實施例中的卷繞電機8外也可以改用氣動馬達或液壓馬達等形式。
權利要求1.用于毛刺檢測的集流體樣品，其特征在于包括與待檢測的集流體層疊設置的支撐充填層，所述支撐充填層與所述集流體層疊接觸的寬度小于集流體的寬度從而使集流體待檢測的邊緣露出且所述支撐充填層的厚度不小于所述集流體的毛刺允許的最大長度；集流體樣品還包括用于卷繞所述集流體和支撐充填層的卷繞轉(zhuǎn)軸；所述集流體樣品是由所述集流體和支撐充填層卷繞在所述卷繞轉(zhuǎn)軸上而成的集流體卷。
2.用于形成權利要求I所述的集流體樣品的成形工裝，其特征在于所述成形工裝包括用于卷繞由集流體和支撐充填層形成的層狀物的卷繞轉(zhuǎn)軸，所述卷繞轉(zhuǎn)軸上設置有能夠?qū)⑺鰧訝钗镅鼐砝@轉(zhuǎn)軸的軸線方向固定到所述卷繞轉(zhuǎn)軸外表面的裝夾結構。
3.根據(jù)權利要求2所述的成形工裝，其特征在于所述裝夾結構是圍繞卷繞轉(zhuǎn)軸外表面設置且沿卷繞轉(zhuǎn)軸軸線方向設有能夠與卷繞轉(zhuǎn)軸外表面夾緊或分離的開口的圓筒形夾片。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的成形工裝，其特征在于所述卷繞轉(zhuǎn)軸沿自身軸線方向設置有能夠驅(qū)動所述卷繞轉(zhuǎn)軸沿自身軸線轉(zhuǎn)動的扭矩傳遞結構。
5.根據(jù)權利要求4所述的成形工裝，其特征在于所述扭矩傳遞結構是貫穿卷繞轉(zhuǎn)軸中心的十字形槽。
6.用于形成權利要求I所述的集流體樣品的成形設備，包括成形工裝，其特征在于所述成形工裝包括用于卷繞由集流體和支撐充填層形成的層狀物的卷繞轉(zhuǎn)軸，所述卷繞轉(zhuǎn)軸上設置有能夠?qū)⑺鰧訝钗镅鼐砝@轉(zhuǎn)軸的軸線方向固定到所述卷繞轉(zhuǎn)軸外表面的裝夾結構；所述卷繞轉(zhuǎn)軸沿自身軸線方向設置有能夠驅(qū)動所述卷繞轉(zhuǎn)軸沿自身軸線轉(zhuǎn)動的扭矩傳遞結構，所述成形設備包括能夠通過所述扭矩傳遞結構帶動所述卷繞轉(zhuǎn)軸沿自身軸線轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置。
7.根據(jù)權利要求6所述的成形設備，其特征在于所述裝夾結構是圍繞卷繞轉(zhuǎn)軸外表面設置且沿卷繞轉(zhuǎn)軸軸線方向設有能夠與卷繞轉(zhuǎn)軸外表面夾緊或分離的開口的圓筒形夾片。
8.根據(jù)權利要求6或7所述的成形設備，其特征在于所述驅(qū)動裝置包括用于產(chǎn)生扭矩的卷繞電機，還包括能夠沿所述卷繞轉(zhuǎn)軸的軸線方向移動的滑移平臺、以及連接在所述滑移平臺上能夠驅(qū)動所述滑移平臺運動的滑移氣缸，所述卷繞電機固定設置在所述滑移平臺上。
9.根據(jù)權利要求6或7所述的成形設備，其特征在于所述扭矩傳遞結構是貫穿卷繞轉(zhuǎn)軸中心的十字形槽；所述驅(qū)動裝置包括與所述十字形槽傳動配合的十字形傳動桿。
10.根據(jù)權利要求9所述的成形設備，其特征在于所述成形設備包括用于儲存卷繞在所述成形工裝形成的集流體樣品的儲存箱，所述樣品儲存箱上設置有與所述卷繞轉(zhuǎn)軸上的十字形槽適配的用于支撐所述集流體樣品的支撐桿。
專利摘要本實用新型涉及鋰電池集流體分切后的毛刺檢測，特別涉及用于毛刺檢測的集流體樣品及其成形工裝、成形設備。所述成形工裝包括用于卷繞待檢測的電池集流體的卷繞轉(zhuǎn)軸，所述卷繞轉(zhuǎn)軸上設有能夠?qū)⑺鲭姵丶黧w沿卷繞轉(zhuǎn)軸的軸線固定到所述卷繞轉(zhuǎn)軸外表面的裝夾結構；所述卷繞轉(zhuǎn)軸沿自身軸線方向設置有能夠驅(qū)動所述卷繞轉(zhuǎn)軸沿自身軸線轉(zhuǎn)動的扭矩傳遞結構；成形設備包括能夠驅(qū)動所述卷繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置。通過該工裝可方便地將集流體制成集流體卷，以方便轉(zhuǎn)運和檢測，成形設備能夠?qū)崿F(xiàn)自動化卷繞及卷繞張力控制。
文檔編號B65H18/10GK202765899SQ20122045760
公開日2013年3月6日 申請日期2012年9月10日 優(yōu)先權日2012年9月10日
發(fā)明者陳巖, 于瑜, 樊彥良, 張勇杰, 殷久山, 江曉敬 申請人:中航鋰電(洛陽)有限公司