卷繞鋰離子電池的檢測方法
【專利摘要】本發明公開了一種卷繞鋰離子電池的檢測方法，包括以下步驟：對卷繞鋰電池選定的特征區域圖像進行差分處理，并對差分處理后的卷繞鋰電池圖像進行閥值處理；對經過閥值處理的圖像進行電極提取，即對閾值處理后的圖像進行輪廓提取和細化處理，得到代表負極片的線段數據；對負極線段數據進行過濾；對經過閥值處理后圖像丟失的圖像數據進行修正。達到了抗干擾能力強、誤報漏報率低的目的。
【專利說明】卷繞鋰離子電池的檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及鋰離子檢測領域，具體地，涉及一種卷繞鋰離子電池的檢測方法。
【背景技術】
[0002] 全球消費類電子用鋰離子電池產業由日本開創，進入2005年后，中國產業崛起， 出現中日韓三分天下。2011年，國務院發布的《節能與新能源汽車發展規劃》中提到在未 來10年，國家將投入1000億元支持新能源產業的發展，鋰動力電池將在未來幾年內快速發 展。據中國電池行業發展研究報告，在新能源電池熱的帶動下，2011年全國鋰離子電池完成 累計產量29. 55億只，同比增長18. 14%。
[0003] 但是，近年來屢屢發生的鋰離子電池著火、爆炸事件，嚴重制約了鋰電的發展，形 成了破壞性的影響。例如，2011年7月上海市中山公園一輛825路純電動公交車發生自燃， 原因為鋰離子電池過熱爆炸。2012年佛山一名女子褲袋內的某一名牌手機電池突然爆炸， 手機分成3塊。安全的材料、規范的制造工藝、合理的設計是鋰電安全的必要條件，在這些 條件下還需要保證內部結構安全，不然鋰電內部存在的安全隱患最終導致電池燃燒、爆炸。 鋰電內部短路是由于陽極極片長度比陰極極片短，在充放電過程中，陰極產生富余的鋰析 出，集中在陽極銅箔邊緣，鋰的枝狀結晶會刺破隔膜造成陰陽極短路（如圖la和圖lb所 示），導致著火、爆炸。
[0004] IEEE1725安全標準中明確提出對鋰電除了進行穿刺、短路、擠壓、跌落、過充放電、 熱沖擊等常規測試外，還需要通過X-Ray目視系統對鋰電內部結構進行100 %安全檢測。
[0005] 目前隨著X-Ray在工業探傷和工業檢測方面應用的深入開展和工業生產的自動 化程度的提升，X-Ray工業檢測設備正在從手動操作、人眼判斷的離線設備向自動測算的在 線設備過渡。尤其是在鋰電行業，由于自動化程度高、產量大和安全性要求高等原因，使得 X-Ray在線自動檢測設備首先在鋰電行業展開研發和使用。
[0006] 鋰離子電池從其外形和封裝工藝來分可以分為軟包電池、方殼電池、圓柱電池等。 從其卷心的制作工藝來分可以分為卷繞電池和疊片電池。
[0007] 對于卷繞鋰離子電池，最關鍵的性能參數就是負極片與正極片極差和正負極片對 齊度，即負極片伸出正極片部分的長度測量。測量需要經過特征區域確定和電極測量兩個 過程進行。對電極部分的標記和測量是鋰離子卷繞電池 X_Ray檢測的重點和難點，目前國 內多家企業多通過投影曲線法進行處理。投影曲線法通過將特征區域圖像進行垂直方向 投影，然后通過查找篩選曲線中的極大值和極小值來確定正負極片位置，進而根據正極片 頂端位置來確定負極片極差。這種方法具有操作簡單，實時性高的優點，但是抗干擾能力較 差。當電極卷繞整齊時，如圖2所示，這種方法測量數據準確，實時性高，但是當電極出現嚴 重螺旋時由于負極片被正極片遮擋干擾，如圖3所示，負極片和背景的灰度差值非常小，在 卷繞投影曲線上表現這部分的極大值與極小值非常接近。很容易造成負極位置提取錯誤 和正極頂端確定困難，尤其是當電極出現較大角度的彎曲或傾斜時可能造成測量結果的錯 誤。
【發明內容】
[0008] 本發明的目的在于，針對上述問題，提出一種卷繞鋰離子電池的檢測方法，以實現 準確測量卷繞鋰離子電池電極的優點。
[0009] 為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：
[0010] 一種卷繞鋰離子電池的檢測方法，包括以下步驟：
[0011] 步驟1:對卷繞鋰電池選定的特征區域圖像進行差分處理，并對差分處理后的卷 繞鋰電池圖像進行閥值處理；
[0012] 步驟2 :對上述經過閥值處理的圖像進行電極提取，即對閾值處理后的圖像進行 輪廓提取和細化處理，得到代表負極片的線段數據；
[0013] 步驟3 :對上述負極線段數據進行過濾；
[0014] 步驟4 :對經過閥值處理后圖像丟失的圖像數據進行修正。
[0015] 根據本發明的優選實施例，所述差分處理具體為：
[0016] 設特征區域圖像行列數為ml和nl，對其進行m2行n2列的卷積操作。
[0017]
【權利要求】
1. 一種卷繞鋰離子電池的檢測方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1 :對卷繞鋰電池選定的特征區域圖像進行差分處理，并對差分處理后的卷繞鋰 電池圖像進行閥值處理； 步驟2 :對上述經過閥值處理的圖像進行電極提取，即對閾值處理后的圖像進行輪廓 提取和細化處理，得到代表負極片的線段數據； 步驟3 :對上述負極線段數據進行過濾； 步驟4 :對經過閥值處理后圖像丟失的圖像數據進行修正。
2. 根據權利要求1所述的卷繞鋰離子電池的檢測方法，其特征在于，所述差分處理具 體為： 設特征區域圖像行列數為ml和nl，對其進行m2行n2列的卷積操作。
其中 1 < s < ml+m2_l，1 < t < nl+n2_l 考濾到鋰離子電池圖像負極在水平方向上的差異即負極受圖像噪點的干擾，卷積核 為
a為強度參量。
3. 根據權利要求1或2所述的卷繞鋰離子電池的檢測方法，其特征在于，所述對上述負 極線段數據進行過濾，選用負極或正極線段頂坐標的連續性或電極間隔進行過濾。
4. 根據權利要求1或2所述的卷繞鋰離子電池的檢測方法，其特征在于，所述對經過閥 值處理后圖像丟失的圖像數據進行修正中，通過統計卷繞鋰電池原始灰度圖像中兩負極線 段中間部分的數據在水平方向的方差分布進行修正。
【文檔編號】G01R31/36GK104091977SQ201410189620
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年5月6日 優先權日:2014年5月6日
【發明者】劉駿, 楊雁清 申請人:無錫日聯科技有限公司