[发明专利]螺旋卷绕装置、不良卷绕检测系统及不良卷绕检测方法

说明书

技术领域

所描述的技术大体涉及螺旋卷绕装置、不良卷绕检测系统(miss-winding inspection system)以及检测电极板和隔板不良卷绕的方法，其中该电极板和隔板螺旋卷绕以形成电极组件。

背景技术

与一次电池不同，可再充电电池能重复充电和放电并包括电极组件、用于安装电极组件的壳和包围并密封壳的开口的盖组件。

例如，通过堆叠将隔板插在其间的正电极板和负电极板或者通过将隔板插在其间的正电极板和负电极板螺旋卷绕成果冻卷(jelly roll)形状来形成电极组件。隔板防止正电极板或负电极板的短路，并能使电解液或电解质离子迁移。

在果冻卷形的电极组件中，正电极板和负电极板，即，隔板插在其间的电极板被插入到心轴(mandrel)的插入槽并且被螺旋卷绕到心轴的外表面，该心轴在传送辊的引导下旋转。在传送过程期间，电极板和隔板接触传送辊。

在此情况下，传送辊与电极板的接触位置和传送辊与隔板的接触位置可能不一致，因此电极板和隔板以不良卷绕状态关于传送辊运动，使得它们可能不良地卷绕(miss-wound)到心轴。

因此，在螺旋卷绕之后，电极板和隔板沿宽度方向的切割线会不一致。因此，电极板和隔板的长度沿整个宽度方向范围可能不一致，这会导致电池性能的劣化。

另外，由于切割线在宽度方向上不一致，所以螺旋卷绕的电极组件的侧表面变得不一致。即，电极板的端部的高度变得不一致，并且隔板的端部的高度变得不一致，使得在电极板的端部会发生短路。

在背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对所描述技术的背景的理解，因此，它会包含不构成在本国已为本领域普通技术人员所知的现有技术的信息。

发明内容

所描述的技术致力于提供螺旋卷绕装置、不良卷绕检测系统和用于在螺旋卷绕电极组件期间测量电极板和隔板的不良卷绕程度的检测方法。

根据示范实施方式的螺旋卷绕装置，包括：供应辊和传送辊，分别供应和传送第一电极板、隔板和第二电极板；咬送辊，将第一电极板、隔板和第二电极板层叠并传送到一侧；心轴，通过螺旋卷绕第一电极板和第二电极板同时经由咬送辊将隔板插置在其间来形成电极组件；以及检测单元，在电极组件的与心轴分开的一侧测量关于第一电极板的端部、隔板的端部和第二电极板的端部的高度。

检测单元可以包括：位移传感器，通过辐照激光束到电极组件的所述一侧来测量第一电极板的端部、隔板的端部和第二电极板的端部的高度；传感器控制器，控制位移传感器的操作；以及信号处理器，处理从传感器控制器接收的信号。

检测单元还可以测量第一电极板、隔板和第二电极板的端部之间的距离。

位移传感器可以使用线形或点形激光束，或者使用由共焦法形成的激光束。

检测单元可以包括：台架，调整位移传感器的位置；支撑单元，支撑被螺旋卷绕的电极组件，用于通过位移传感器检测第一电极板的端部、隔板的端部和第二电极板的端部；传送单元，传送已在支撑单元上完成检测的电极组件；以及托架，支撑台架、支撑单元和传送单元。

支撑单元可以形成支撑槽，该支撑槽彼此面对地设置且其间有一距离，从而支撑电极组件的两侧；传送单元可以设置在支撑单元中，从而在测量了第一电极板的端部、隔板的端部和第二电极板的端部的高度之后，传送单元通过举起、向前运送和落下电极组件以及向后移动而反复执行将设置在支撑槽上的电极组件传送到另一支撑单元的操作。

信号处理器可以通过结合由反复测量第一电极板的端部、隔板的端部和第二电极板的端部之间的距离以及第一电极板的端部、隔板的端部和第二电极板的端部的高度所获得的数据而在所测量的数据中选取正常值，利用所选取的正常值产生测量数据图案，比较预定正常图案与测量数据图案以计算第一电极板的端部、隔板的端部和第二电极板的端部之间的距离差量(dispersion)以及第一电极板的端部、隔板的端部和第二电极板的端部的高度差量。

更具体地，信号处理器可以通过将反复测量的数据中的最频值作为正常值而产生测量数据图案，并且比较测量数据图案与正常图案以补偿测量数据图案，正常图案可以是由按照第一电极板、隔板、第二电极板和隔板的卷绕顺序的螺旋卷绕图案产生的测量数据的图案。

信号处理器可以比较测量数据图案与正常图案，并当隔板的数据被遗漏时利用先前的测量数据图案的隔板测量数据来修补隔板的遗漏数据，当第一电极板和第二电极板的数据被遗漏时保持第一电极板和第二电极板的遗漏数据。