本發(fā)明涉及電池極片制造控制，具體涉及一種鋰電池極片自動沖切設備及方法。

背景技術：

1、極片制作是制作鋰電池的基礎工藝，極片沖切能夠按照電池規(guī)格，對經過輥壓的電池極片進行分條?，F(xiàn)有技術中常采用極片圓盤分切原理，通過圓盤切刀裝置上的上下兩個刀盤對極片進行剪切，進而形成兩條沖切完畢的極片材料。在圓盤切刀對極片進行裁切過程中，主要是通過刀具咬合形成的接觸點與極片產生接觸，進而極片收到上下刀盤的壓力而產生彈性形變，使得極片材料彎曲并進行剪切，因此上下刀盤之間的重疊量為極片沖切過程中的重要參數(shù)。若重疊量不合適會導致裁切后的極片產生波浪邊，波浪邊會影響電池的尺寸精度和外觀質量，影響電池最終的厚度和形貌。因此若不對刀具的重疊量進行有效控制，則無法避免波浪邊的產生，導致沖切后的材料產生大量缺陷，造成產品的質量缺陷或者成本的浪費。

技術實現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術中無法對刀具的重疊量進行有效控制的技術問題，本發(fā)明的目的在于提供一種鋰電池極片自動沖切設備及方法，所采用的技術方案具體如下：

2、本發(fā)明提出了一種鋰電池極片自動沖切設備，包括圓盤切刀本體，所述圓盤切刀本體包含有兩個刀盤，所述設備在兩個刀盤切割后輸送極片的兩個方向上分別安裝有固定滾軸和移動滾軸；所述移動滾軸受到極片的壓力在彈簧上進行移動，所述彈簧一端與所述移動滾軸連接，一端與固定的壓力傳感器連接；所述壓力傳感器用于實時采集極片在固定輥軸和移動滾軸之間輸送時，所述移動滾軸反饋的壓力信號；所述設備還包括數(shù)據(jù)處理模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊接收所述壓力信號并進行分析，確定極片產生波浪邊的缺陷概率，根據(jù)所述缺陷概率調整所述圓盤切刀本體中兩個刀盤的重疊量；

3、所述數(shù)據(jù)處理模塊的數(shù)據(jù)處理方法包括：

4、在實時時刻下，根據(jù)所述壓力信號的波動程度和壓力值確定極片的表面起伏程度；根據(jù)所述壓力信號上極大值點與相鄰極小值點之間的坐標分布，確定每個極大值點局部的壓力分布偏度；根據(jù)每個極大值點的所述壓力分布偏度獲得極片的整體偏度以及偏向方向；根據(jù)所述表面起伏程度和所述整體偏度確定所述缺陷概率；根據(jù)所述偏向方向確定重疊量的調整方向，根據(jù)所述缺陷概率確定重疊量的調整量，對所述圓盤切刀本體發(fā)送重疊量控制信號。

5、進一步地，所述表面起伏程度的獲取方法包括：

6、將所述壓力信號的平均壓力值作為整體壓力值，方差作為壓力波動特征；將所述整體壓力值與標準壓力值的比值作為第一對比特征，將所述壓力波動特征和標準壓力波動特征的比值作為第二對比特征；根據(jù)所述第一對比特征和所述第二對比特征獲得所述表面起伏程度。

7、進一步地，所述標準壓力值和所述標準壓力波動特征的獲取方法包括：

8、將極片開始沖切的時刻作為起始時刻，將所述起始時刻到所述實時時刻之間的所有壓力信號拼接，獲得整體壓力信號；將所述整體壓力信號的平均壓力值作為所述標準壓力值，方差作為所述標準壓力波動特征。

9、進一步地，所述壓力分布偏度的獲取方法包括：

10、對于壓力信號上的每個極大值點，時序上左側最相鄰的極小值點作為第一極小值點，右側最相鄰的極小值點作為第二極小值點；獲取所述極大值點與所述第一極小值點之間的第一時序差異和第一壓力差異；獲取所述極大值點與所述第二極小值點之間的第二時序差異和第二壓力差異；將所述第一壓力差異與所述第一時序差異的比值作為第一變化特征，將所述第二壓力差異與所述第二時序差異的比值作為第二變化特征；將所述第一變化特征和所述第二變化特征的差值作為所述極大值點的壓力分布偏度特征。

11、進一步地，所述整體偏度為壓力信號上所有極大值點的壓力分布偏度絕對值的平均值。

12、進一步地，所述偏向方向的獲取方法包括：

13、將壓力信號上所有極大值點的壓力分布偏度的平均值作為參考特征，將所述參考特征與所述參考特征的絕對值的比值作為所述偏向方向的標識符。

14、進一步地，所述缺陷概率的獲取方法包括：

15、將所述表面起伏程度和所述整體偏度相乘后進行歸一化處理，獲得一個方向上的初始缺陷概率；將兩個方向上的初始缺陷概率的均值作為所述缺陷概率。

16、進一步地，所述調整方向的設置包括：

17、若所述標識符為1，則調整方向應為減小重疊量的方向；若所述標識符為-1，則調整方向應為增大重疊量的方向。

18、進一步地，所述調整量的獲取方法包括：

19、將所述缺陷概率與預設最大調整量相乘，獲得所述調整量。

20、本發(fā)明還提出了一種鋰電池極片自動沖切方法，所述方法利用所述的一種鋰電池極片自動沖切設備對鋰電池極片進行自動沖切。

21、本發(fā)明具有如下有益效果：

22、本發(fā)明在擠出的圓盤切刀本體之后又設置了固定滾軸和移動滾軸，即極片經過圓盤切刀本體進行沖切之后形成了兩條極片均會經過固定滾軸和移動滾軸，移動滾軸與彈簧連接，使得其能夠因為極片的壓力產生移動，進而利用彈簧另一端的壓力傳感器采集該方向下這條極片的壓力信號。若該條極片存在波浪邊，則因為波浪邊的形狀會導致移動滾軸的移動產生對應的起伏波動，進而使得采集到的壓力信號能夠準確表征當前極片的形貌特征。進而利用數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)壓力信號上的數(shù)據(jù)分布確定表面起伏程度以及壓力分布偏度，進而確定缺陷概率并根據(jù)缺陷概率和偏向方向對刀具的重疊量進行準確調整。通過對極片形貌的檢測并自適應調整重疊量，能夠保證后續(xù)沖切過程中極片的品質，避免出現(xiàn)大批低質量極片，保證了成品質量。

技術特征：

1.一種鋰電池極片自動沖切設備，包括圓盤切刀本體，所述圓盤切刀本體包含有兩個刀盤，其特征在于，所述設備在兩個刀盤切割后輸送極片的兩個方向上分別安裝有固定滾軸和移動滾軸；所述移動滾軸受到極片的壓力在彈簧上進行移動，所述彈簧一端與所述移動滾軸連接，一端與固定的壓力傳感器連接；所述壓力傳感器用于實時采集極片在固定輥軸和移動滾軸之間輸送時，所述移動滾軸反饋的壓力信號；所述設備還包括數(shù)據(jù)處理模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊接收所述壓力信號并進行分析，確定極片產生波浪邊的缺陷概率，根據(jù)所述缺陷概率調整所述圓盤切刀本體中兩個刀盤的重疊量；

2.根據(jù)權利要求1所述的一種鋰電池極片自動沖切設備，其特征在于，所述表面起伏程度的獲取方法包括：

3.根據(jù)權利要求2所述的一種鋰電池極片自動沖切設備，其特征在于，所述標準壓力值和所述標準壓力波動特征的獲取方法包括：

4.根據(jù)權利要求1所述的一種鋰電池極片自動沖切設備，其特征在于，所述壓力分布偏度的獲取方法包括：

5.根據(jù)權利要求4所述的一種鋰電池極片自動沖切設備，其特征在于，所述整體偏度為壓力信號上所有極大值點的壓力分布偏度絕對值的平均值。

6.根據(jù)權利要求5所述的一種鋰電池極片自動沖切設備，其特征在于，所述偏向方向的獲取方法包括：

7.根據(jù)權利要求1所述的一種鋰電池極片自動沖切設備，其特征在于，所述缺陷概率的獲取方法包括：

8.根據(jù)權利要求6所述的一種鋰電池極片自動沖切設備，其特征在于，所述調整方向的設置包括：

9.根據(jù)權利要求1所述的一種鋰電池極片自動沖切設備，其特征在于，所述調整量的獲取方法包括：

10.一種鋰電池極片自動沖切方法，其特征在于，所述方法利用如權利要求1所述的一種鋰電池極片自動沖切設備對鋰電池極片進行自動沖切。

技術總結
本發(fā)明涉及電池極片制造控制技術領域，具體涉及一種鋰電池極片自動沖切設備及方法。該設備在擠出的圓盤切刀本體之后又設置了固定滾軸和移動滾軸，極片經過圓盤切刀本體進行沖切之后形成了兩條極片均會經過固定滾軸和移動滾軸，移動滾軸與彈簧連接，使得其能夠因為極片的壓力產生移動，利用彈簧另一端的壓力傳感器采集該方向下這條極片的壓力信號。利用數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)壓力信號上的數(shù)據(jù)分布確定表面起伏程度以及壓力分布偏度，進而確定缺陷概率并根據(jù)缺陷概率和偏向方向對刀具的重疊量進行準確調整。本發(fā)明通過對極片形貌的檢測并自適應調整重疊量，能夠保證后續(xù)沖切過程中極片的品質，避免出現(xiàn)大批低質量極片，保證了成品質量。

技術研發(fā)人員：王勁軍,劉中生,佘國華
受保護的技術使用者：東莞市京品精密模具有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19