一種極片壓實密度自動控制系統及控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種極片壓實密度自動控制系統，由碾壓生產線供涂布好的電池極片通過、由碾壓生產線控制系統控制生產，極片通過雙面穿透式貝他傳感器檢測面密度，通過雙面激光傳感器檢測厚度，檢測后的數據通過數據傳輸網絡傳輸給碾壓生產線控制系統，極片通過碾壓軋輥進行碾壓，伺服控制系統安裝在碾壓軋輥上控制軋輥間隙，位置檢測傳感器安裝在碾壓軋輥上檢測實際軋輥間隙。結構簡單、設計合理，減少人工干預調整極片輥壓合度，實現自動調節；減少了生產過程中對極片厚度、壓實密度調整的滯后現象。在極片碾壓過程實現自動穩定控制壓實密度，使設備更加智能化。提供了一種新型極片碾壓方法，拓寬極片碾壓生產的控制方式。
【專利說明】一種極片壓實密度自動控制系統及控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電池制造領域，尤其涉及一種壓實密度自動控制系統。
【背景技術】
[0002]鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。最早出現的鋰電池來自于偉大的發明家愛迪生，使用以下反應:Li+Mn02=LiMn02該反應為氧化還原反應，放電。由于鋰金屬的化學特性非常活潑，使得鋰金屬的加工、保存、使用，對環境要求非常高。所以，鋰電池長期沒有得到應用。隨著科學技術的發展，現在鋰電池已經成為了主流。
[0003]鋰電池是指電化學有鋰，包括金屬鋰、鋰合金和鋰離子、鋰聚合物的最基本電化學單位。鋰電池大致可分為兩類:鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池不含有金屬態的鋰，并且是可以充電的。可充電電池的第五代產品鋰金屬電池在1996年誕生，其安全性、比容量、自放電率和性能價格比均優于鋰離子電池。由于其自身的高技術要求限制，現在只有少數的幾個國家的公司在生產這種鋰金屬電池。
[0004]鋰離子動力電池在制作過程中，壓實密度對電池性能有較大的影響。通過實驗證明，壓實密度與片比容量，效率，內阻，以及電池循環性能有密切的關系。合適的正極壓實密度可以增大電池的放電容量，減小內阻，減小極化損失，延長電池的循環壽命，提高鋰離子電池的利用率。壓實密度過大或過小時，不利于鋰離子的嵌入嵌出。傳統的控制方法是操作人員通過抽樣手動檢測極片面密度以及極片碾壓后的厚度計算壓實密度，這種方法在存在一定的質量隱患以及操作滯后性，從而影響生產效率、產品合格率。
【發明內容】
[0005]為解決上述問題，本發明公開了一種極片壓實密度自動控制系統，主體為碾壓生產線，和與碾壓生產線連接的控制系統；所述碾壓生產線上設有碾壓軋輥，其特征在于:還包括極片的自動檢測裝置，所述極片的自動檢測裝置根據檢測需要，設置在碾壓生產線的待檢測部位，并通過無線與控制系統連通。
[0006]進一步的，自動檢測裝置包括極片面密度檢測傳感器、極片厚度檢測傳感器、極片位置檢測傳感器；
極片面密度檢測傳感器為雙面穿透式貝他傳感器，設在碾壓軋輥上的前側2米處，與碾壓生產線控制系統串接；
極片厚度檢測傳感器為雙面激光傳感器，設在安裝在碾壓軋輥上的后方2米處，與碾壓生產線控制系統串接；
位置檢測傳感器設在碾壓軋輥兩側檢測實際軋輥間隙。
[0007]進一步的，還包括伺服控制系統，所述伺服控制系統包括伺服控制系統及伺服電機，伺服電機通過減速器帶動中間楔鐵調整軋輥間隙。
[0008]進一步的，壓實密度自動控制方法首先將涂布后的極片經過碾壓生產線上碾壓軋輥進行碾壓，通過雙面穿透式貝他傳感器檢測極片面密度，將測量得到的面密度數據通過數據傳輸網絡傳送給碾壓生產線控制系統，以及通過雙面激光傳感器檢測極片厚度，將測量得到的厚度數據通過數據傳輸網絡傳送給碾壓生產線控制系統，最后碾壓生產線控制系統將采集到的數據與生產標準控制值進行對比分析，控制伺服控制系統自動調節碾壓軋輥間隙，間隙位置由位置檢測傳感器檢測，使極片壓實密度穩定在標準范圍內。
[0009]本發明有益效果在于:
(I)本發明提供了一種新型極片碾壓生產線，具有結構簡單、設計合理，減少人工干預調整極片輥壓合度，實現自動調節的優點。
[0010](2)本發明提供的方法是通過雙面穿透式貝他傳感器及雙面激光傳感器實時監控極片相關參數，設備以得到的數據進行自主調節，減少了生產過程中對極片厚度、壓實密度調整的滯后現象，有效保證了極片的質量管控。
[0011](3)本發明的工藝還有效保證了在極片碾壓過程以位置檢測傳感器檢測實際軋輥間隙，實現自動穩定控制壓實密度，使設備更加智能化。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明結構示意圖；
圖2為本發明系統流程圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合實施例對極片壓實密度實現自動控制系統進行描述。
[0014]如圖1所示，本發明的極片壓實密度實現自動控制系統包括碾壓生產線，主要由生產線本體8通過網絡2與控制系統I連接構成。
[0015]在生產線的碾壓部位設有一對碾壓輥3。
[0016]本發明在上述基礎上，增加了碾壓輥碾壓極片的自動控制系統。
[0017]如圖1所示，在碾壓輥3前后分別安裝面密度傳感器4、厚度傳感器5，在碾壓輥3上安裝位置傳感器7，并在碾壓輥3上連有自動調節碾壓輥位置的伺服系統6。具體結構如下:
面密度傳感器4雙面穿透式貝他傳感器，設在碾壓軋輥3上的前側2米處，與碾壓生產線的控制系統2串接。實時監測生產線本體8上極片的面密度。
[0018]厚度檢測傳感器5為雙面激光傳感器，設在安裝在碾壓軋輥5上的后方2米處，與碾壓生產線的控制系統2串接。實時監測生產線本體8上極片的厚度。
[0019]位置檢測傳感器8設在碾壓軋輥3對輥兩側檢測實際軋輥間隙。
[0020]伺服控制系統包括伺服控制系統及伺服電機，伺服電機通過減速器帶動中間楔鐵調整軋輥間隙。
[0021]本發明還提供了本生產線制作極片的方法，主要在于怎樣更好地實現自動化和控制極片壓實密度的制造方法，具體如下:
A、首先將涂布后的極片排隊進入碾壓機的輸送帶，由輸送帶運輸至碾壓輥；
B、在進入碾壓輥之前的面密度檢測空間，通過雙面穿透式貝他傳感器檢測極片面密度，并將測量得到的面密度數據通過數據傳輸網絡傳送給碾壓生產線控制系統；實時監測生產線本體I上極片的面密度。
[0022]C、；對輥之間的位置精確度由位置檢測傳感器檢測，并將數據上傳至碾壓生產線的控制系統，碾壓生產線的控制系統根據采集到的數據與生產標準控制值進行對比分析，然后碾壓生產線的控制系統給予指令，啟動伺服控制系統，自動調節碾壓軋輥軋輥間隙，調整到位后，位置檢測傳感器檢測，位置到位后，碾壓輥開始對極片進行碾壓；碾壓輥根據碾壓生產線的控制系統給予的指令，調整碾壓輥對輥之間的位置關系，使得對輥之間的間隙適合極片碾壓。
[0023]D、碾壓后的極片經傳送帶再次進入厚度檢測空間，雙面激光傳感器對極片厚度進行檢測，檢測以一組為一個檢測輪回；傳感器將測量得到的厚度數據通過數據傳輸網絡傳送給碾壓生產線控制系統；碾壓生產線控制系統將采集到的數據與生產標準控制值進行對比分析，得出極片碾壓后的厚度趨勢；趨勢變厚，碾壓生產線控制系統控制伺服控制系統調節碾壓軋輥軋輥間隙相應變小；趨勢變薄，碾壓生產線控制系統控制伺服控制系統調節碾壓軋輥軋輥間隙相應變大。以保證極片壓實密度穩定在標準范圍內。
【權利要求】
1.一種極片壓實密度自動控制系統，主體為碾壓生產線，和與碾壓生產線連接的控制系統；所述碾壓生產線上設有碾壓軋輥，其特征在于:還包括極片的自動檢測裝置，所述極片的自動檢測裝置根據檢測需要，設置在碾壓生產線的待檢測部位，并通過無線與控制系統連通。
2.根據權利要求1所述的一種極片壓實密度自動控制系統，其特征在于:所述自動檢測裝置包括極片面密度檢測傳感器、極片厚度檢測傳感器、極片位置檢測傳感器； 所述極片面密度檢測傳感器為雙面穿透式貝他傳感器，設在碾壓軋輥上的前側2米處，與碾壓生產線控制系統串接； 所述極片厚度檢測傳感器為雙面激光傳感器，設在安裝在碾壓軋輥上的后方2米處，與碾壓生產線控制系統串接； 所述位置檢測傳感器設在碾壓軋輥兩側檢測實際軋輥間隙。
3.根據權利要求1所述的一種極片壓實密度自動控制系統，其特點在于:還包括伺服控制系統，所述伺服控制系統伺服電機通過減速器安裝在碾壓軋輥中間楔鐵上。
4.根據權利要求1所述的一種極片壓實密度自動控制系統，其特點在于:所述伺服控制系統包括伺服控制器及伺服電機，伺服電機通過減速器帶動中間楔鐵調整軋輥間隙。
5.一種實現權利要求1所述控制系統的壓實密度自動控制方法，其特征在于:步驟如下: A、首先將涂布后的極片排隊進入碾壓機的輸送帶，由輸送帶運輸至碾壓輥； B、在進入碾壓輥之前的面密度檢測空間，通過雙面穿透式貝他傳感器檢測極片面密度，并將測量得到的面密度數據通過數據傳輸網絡傳送給碾壓生產線控制系統； C、碾壓輥根據碾壓生產線的控制系統給予的指令，調整碾壓輥對輥之間的位置關系，使得對輥之間的間隙適合極片碾壓；具體步驟為:對輥之間的位置精確度由位置檢測傳感器檢測，并將數據上傳至碾壓生產線的控制系統，碾壓生產線的控制系統根據采集到的數據與生產標準控制值進行對比分析，然后碾壓生產線的控制系統給予指令，啟動伺服控制系統，自動調節碾壓軋輥間隙，調整到位后，位置檢測傳感器檢測，位置到位后，碾壓輥開始對極片進行碾壓； D、碾壓后的極片經傳送帶再次進入厚度檢測空間，雙面激光傳感器對極片厚度進行檢測，檢測以一組為一個檢測輪回；傳感器將測量得到的厚度數據通過數據傳輸網絡傳送給碾壓生產線控制系統；碾壓生產線控制系統將采集到的數據與生產標準控制值進行對比分析，得出極片碾壓后的厚度趨勢；趨勢變厚，碾壓生產線控制系統控制伺服控制系統調節碾壓軋輥間隙相應變小；趨勢變薄，碾壓生產線控制系統控制伺服控制系統調節碾壓軋輥間隙相應變大，以保證極片壓實密度穩定在標準范圍內。
【文檔編號】H01M4/04GK104393229SQ201410372136
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年7月31日 優先權日:2014年7月31日
【發明者】朱海洋, 陳旭, 薛馳, 趙映軍, 繆永華 申請人:中天儲能科技有限公司