[發(fā)明專利]一種鋰離子電池表面硬度測量系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610223022.3
• 申請日: 2016-04-12
• 公開（公告）號: CN107290235A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡朝鋒;董衛(wèi)朋;劉永華
• 申請（專利權(quán)）人: 河南環(huán)宇賽爾新能源科技有限公司
• 主分類號: G01N3/52
• 分類號: G01N3/52;G08C17/02
• 代理公司: 新鄉(xiāng)市平原專利有限責(zé)任公司41107
• 代理人: 郝秀春

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種表面硬度的測量，特別適用于電池技術(shù)生產(chǎn)應(yīng)用領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在鋰離子電池生產(chǎn)工藝中，電池內(nèi)部是由正極、負(fù)極、隔離紙、電解液四大主要部分構(gòu)成，外部是由鋁塑膜經(jīng)過熱壓而完成封裝，在經(jīng)過化成、分容，完成整個(gè)電池的生產(chǎn)工藝。而在生產(chǎn)過程中要經(jīng)過多道檢驗(yàn)，以保證生產(chǎn)出來的電池滿足工藝設(shè)計(jì)要求。其中電池經(jīng)過化成、分容后，檢測電池表面硬度是比較重要的一道檢測工序。鋰離子電池必須達(dá)到一定的硬度，其目的是：（1）只有其硬度達(dá)到了要求，才說明電池在生產(chǎn)過程中，沒有過多的吸收水份，說明生產(chǎn)環(huán)境安全，為電池后期的安全提供了前提保障；（2）只有其硬度達(dá)到了要求，才說明電池內(nèi)部沒有多余的氣體，才能證明電池活化充分，才能為電池后期的性能提供了保障；（3）只有其硬度達(dá)到了要求，才說明電池封裝效果完好，才能保證電池在后期使用過程中不會因?yàn)榕c外界空氣接觸，導(dǎo)致活性物發(fā)生極化而導(dǎo)致電池不能正常使用。

而目前在市場上還沒有一種設(shè)備能夠滿足測量電池表面硬度的要求，類似普通的硬度計(jì)，一般情況下都是測量有色金屬材料或其他元器件，而類似鋰離子電池此類構(gòu)造的產(chǎn)品，若采用此類設(shè)備測量，不僅會造成產(chǎn)品表面劃傷，而且無法滿足全部檢驗(yàn)的要求。現(xiàn)在企業(yè)中普遍采用的做法是員工通過用手捏壓或敲擊電池表面的方式，憑感覺或經(jīng)驗(yàn)來判斷硬度是否達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。此類做法：一是無法保證員工是否真正完成了此道檢測，沒有依據(jù)可查；二是每個(gè)人的手法不同，力道不同，經(jīng)驗(yàn)不同，得到的結(jié)果也會有區(qū)別，進(jìn)而會影響后期電池的一致性。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的任務(wù)是提出一種測量結(jié)構(gòu)簡單、制造和操作容易，而且避免了人為因素帶來誤差的一種鋰離子電池表面硬度測量系統(tǒng)。

本發(fā)明的任務(wù)是這樣完成的，它包括錘頭和把柄，其特征在于：所述錘頭的空腔里靠近端部裝有彈性墊，彈性墊上粘連有壓力傳感器，壓力傳感器的中間緊密配合放置有一個(gè)探頭，探頭上放置有無線無線通信模塊，所述無線通信模塊通過線路連接壓力傳感器和探頭，所述無線通信模塊的輸出端與中央處理器相連接，所述中央處理器通過插頭與電腦主機(jī)相連。所述彈性墊選用耐磨彈性墊，其材質(zhì)是天然膠或合成橡膠，所述壓力傳感器選用中間為空的壓力感應(yīng)片。所述無線通訊摸塊所提供電源電壓為3.6V，所述中央處理器通過USB插頭與電腦主機(jī)相連。

本發(fā)明具有以下效果：本技術(shù)方案避免了目前靠人工捏壓、敲打方式，來判斷電池的硬度，避免了人為因素帶來的誤差。

附圖說明：

圖1是測量系統(tǒng)外部結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是測量系統(tǒng)電路方框結(jié)構(gòu)示意圖。

圖面說明：1、彈性墊，2、壓力傳感器，3、探頭，4、無線通信模塊，5、錘頭，6、把柄。

具體實(shí)施方式：

本技術(shù)方案是采用一個(gè)敲擊錘，通過把柄使敲擊錘底部的耐磨彈性墊接觸鋰離子電池表面，使彈性墊發(fā)生變形，通過力反彈的原理，來感應(yīng)被測體表面的硬度，反彈力通過壓力傳感器受到一個(gè)壓力，而與彈性墊緊密接觸的探頭也會感應(yīng)到彈性墊的形變，而與壓力傳感器及探頭連接的無線通信模塊，發(fā)送另一部件中央處理器，由中央處理器將數(shù)據(jù)處理后，得出的結(jié)果可以直接存儲在電腦中，便于查詢、對比和后期追溯。

具體實(shí)施例如圖1所示，敲擊錘由錘頭5和把柄6構(gòu)成，所述錘頭5的空腔里靠近端部裝有彈性墊1，所述彈性墊上粘連有壓力傳感器2，所述壓力傳感器與彈性墊兩者緊密接觸，壓力傳感器的中間緊密配合放置有一個(gè)探頭3，探頭3上放置有無線無線通信模塊4，所述無線無線通信模塊通過線路連接壓力傳感器和探頭，所述彈性墊優(yōu)選耐磨彈性墊，其材質(zhì)可以是天然膠，也可以是合成橡膠，若材質(zhì)不同，中央處理器內(nèi)的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)也不相同。所述壓力傳感器是選用中間為空的壓力感應(yīng)片，所述錘頭的垂直方向裝有把柄。所述敲擊錘類似橡皮錘。

如圖2所示的壓力傳感器和探頭通過線路與無線通信模塊連接，所述無線通信模塊的輸出端與中央處理器相連接，所述中央處理器通過插頭與電腦主機(jī)相連，所述無線通訊摸塊其所提供電源電壓為3.6V，其充電器可以使用市場上普通的3.6V-4.8V的充電器充電；所述的中央處理器包括電壓信號轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)分析，所述中央處理器通過類似USB插頭的形式與電腦主機(jī)相連。

工作時(shí)，通過敲擊錘敲擊電池表面，發(fā)出兩個(gè)信號源：一為由于彈性墊粘連的壓力傳感器，感應(yīng)到的一個(gè)壓力值F1；二為探頭通過彈性墊的形變感應(yīng)被測物的電壓信號，電壓信號和壓力值F1通過無線通信模塊傳送至中央處理器，中央處理器經(jīng)過數(shù)據(jù)分析及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，得出被測物電池的表面硬度值，其數(shù)值通過中央處理器的USB插口倆接到電腦主機(jī)中，并自動保存到電子表格中，便于結(jié)果查詢和綜合判斷，避免了目前靠人工捏壓、敲打方式，來判斷電池的硬度，從而避免了人為因素帶來的誤差。