[发明专利]用于确定复合片材重量的设备

说明书

本发明公开了一种用于对复合片材(180)进行重量测量的测量设备(100)，该测量设备包括其上具有第二材料的片材材料(180a)，该第二材料作为涂层(180b)和/或作为其中的嵌入粒子(180c)。该设备包括x射线传感器(110)和红外(IR)传感器(120)，该x射线传感器用于从照射复合片材的x射线提供x射线信号，该红外(IR)传感器用于从照射复合片材的IR提供IR信号。计算装置(150)被联接以接收x射线信号和IR信号，该计算装置包括处理器(151)，该处理器具有相关联存储器(151)以用于实施算法，其中该算法使用x射线信号和IR信号来计算选自片材材料的重量、第二材料的重量和复合片材的总重量的多个重量。

技术领域

本发明所公开的实施方案涉及用于复合片材的重量测量，该复合片材包括片材材料，该片材材料具有在其上的涂层或嵌入该片材材料中的材料。

背景技术

陶瓷涂覆的聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)分隔物膜是用于实现锂离子电池的重要部件，该锂离子电池通常包括作为分隔物膜的聚合物片材材料。分隔物膜提供在锂离子电池的阴极与阳极之间的离子可渗透屏障。这些分隔物膜是多孔的，并且如果未涂覆的话，则通常在约120℃的温度下开始降解，从而导致锂离子电池短路并因此失效。已知施加到分隔物膜的陶瓷涂层(例如，Al₂O₃)有助于将分隔物的温度稳定性提高到高达约200℃，但导致分隔物膜渗透性降低和重量增加。

为了测量分隔物膜涂层的涂层重量，基于红外(IR)的重量传感器(IR传感器)是已知的。IR传感器分析对分隔物膜和/或涂层敏感的近红外和中红外中的特定光谱区。陶瓷在IR中以相对长的波长吸收，这需要灵敏且冷却的检测器。当需要具有高信噪比(SNR)的在线测量时，这构成挑战。核量计(例如β量计)也已知用于确定涂层重量以及分隔物膜的重量，但该测量系统基于需要至少两个扫描器头的减数法。此外，由于辐射安全考虑，核量计通常是不需要的。

发明内容

提供本发明内容以介绍简化形式的公开概念的简要选择，其在下文包括所提供附图的具体实施方式中被进一步描述。该发明内容不旨在限制所要求保护的主题的范围。

本发明所公开的实施方案认识到工业诸如锂离子电池工业需要高性价比的非核解决方案以用于确定复合片材的多个重量，该复合片材具有在一般聚合物片材材料上作为涂层材料和/或在一般聚合物片材材料中作为嵌入粒子的第二材料，该多个重量包括片材材料的重量、第二材料的重量和复合片材的总重量。此外，认识到期望避免使用核量计的单扫描器头解决方案来避免已知的安全问题。

本发明所公开的方面包括用于测量复合片材的重量的测量设备，该复合片材包括其上具有第二材料的片材材料，该第二材料作为涂层和/或其中具有嵌入粒子。该设备包括用于通过照射复合片材提供x射线信号的x射线传感器和用于通过照射复合片材提供IR信号的IR传感器。计算装置被联接以接收x射线信号和IR信号，该计算装置包括具有相关联存储器以用于实施算法的处理器，其中该算法使用x射线信号和IR信号来计算选自片材材料的重量、第二材料的重量和复合片材的总重量的多个重量。该测量设备通常包括用于扫描相应传感器的可移动扫描器头，诸如下文所述的图1所示。

附图说明

图1为根据示例性实施方案的示例性测量设备的描绘，该示例性测量设备包括x射线传感器和IR传感器，该x射线传感器和该IR传感器被配置作为透射传感器以用于确定复合片材的至少两个重量，该至少两个重量选自片材材料的重量、第二材料的重量和复合片材的总重量。

图2为根据另一个示例性实施方案的包括X射线传感器和IR传感器的示例性测量设备的描绘，该X射线传感器和该IR传感器被配置作为反射传感器以用于确定复合片材的重量，该重量包括复合片材的至少两个重量，该至少两个重量选自片材材料的重量、第二材料的重量和复合片材的总重量。

图3为x射线敏感度曲线图，其示出了本发明所公开的方面的工作原理，该工作原理描绘了当测量不同复合片材样品时x射线传感器的预期响应。