CN209342841U - 电芯短路检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电芯短路检测装置，包括送料线和短路测试单元，短路测试单元包括固定连接在送料线上的支架、安装在支架上的气缸和第一摆臂，气缸的驱动端设置有齿条，齿条沿送料线的传输方向延伸地设置，第一摆臂包括绕自身的轴线与支架可转动地连接的第一转轴、固定套装在第一转轴上的第一齿轮、第一支臂、第二支臂、第一测试杆组和第二测试杆组，第一齿轮与齿条啮合，第一支臂和第二支臂分别与第一转轴固定连接，第一支臂和第二支臂分别位于送料线的相对的两侧，第一测试杆组与第一支臂铰接并垂向送料线设置，第二测试杆组与第二支臂铰接并垂向送料线设置。该电芯短路检测装置具有工作可靠且能够避免检测过程中电芯的极片被碰弯变形的优点。

Description

电芯短路检测装置

技术领域

本实用新型涉及电池生产技术领，具体地说，是涉及一种电芯短路检测装置。

背景技术

电芯是锂离子电池的核心部件，其主要是由正极极片、负极极片以及隔膜通过多层叠片或卷绕生产而成。然而，在电芯生产过程中，有时难免会出现隔膜破损或极片由于在裁切过程中产生尖锐毛刺而导致隔膜被刺破的情况，而这些情况都极易导致电芯的正极极片和负极极片由于直接进行物理接触而发生短路，且这种内部短路或微短路会导致电芯化成数据异常，使电芯性能受到极大的影响，严重时会使电池产生安全性能上的问题。因此，电芯内部的短路检测成为了锂电池生产过程中不可或缺的一部分。

现有的电芯短路检测装置通常是在运输电芯的送料线上固定安装两根测试杆，两根测试杆分别位于送料线的相对的两侧，并垂向送料线设置。检测时，送料线的传输带带动电芯向两根测试杆移动，使得电芯两端的极耳分别与两根测试杆接触，从而检测电芯是否存在短路问题。但是，由于测试杆是被固定安装在送料线上，且测试杆的刚度较大，而电芯的极耳柔软度较高，导致当电芯经过测试杆时，电芯的极耳容易被碰弯并发生弯折，导致电芯质量受损，影响电芯的使用。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型的主要目的是提供一种结构简单、工作可靠且能够避免检测过程中电芯的极片被碰弯变形的电芯短路检测装置。

为了实现本实用新型的主要目的，本实用新型提供一种电芯短路检测装置，包括送料线和多个夹具，送料线包括传输带和电机，电机驱动传输带传动，多个夹具均安装在传输带上，其中，电芯短路装置还包括短路测试单元，短路测试单元包括支架、气缸和第一摆臂，支架与送料线固定连接，气缸安装在支架上，气缸的驱动端设置有齿条，齿条沿送料线的传输方向延伸地设置，第一摆臂包括第一转轴、第一齿轮、第一支臂、第二支臂、第一测试杆组和第二测试杆组，第一转轴绕自身的轴线与支架可转动地连接，第一齿轮固定套装在第一转轴上，第一齿轮与齿条啮合，第一支臂和第二支臂沿第一转轴的轴向分布，第一支臂和第二支臂分别与第一转轴固定连接，第一支臂和第二支臂分别位于送料线的相对的两侧，第一测试杆组与第一支臂铰接并垂向传输带设置，第二测试杆组与第二支臂铰接并垂向传输带设置。

由上可见，气缸通过齿条带动第一齿轮转动，从而带动整个第一摆臂进行摆动，而第一测试杆组与第一支臂铰接、第二测试杆组与第二支臂铰接，能够使得第一测试杆组、第二测试杆组在自身重力作用下始终垂直于送料线。在非检测状态下，气缸驱动第一摆臂转动，使第一测试杆组和第二测试杆组被抬高，以避免与电芯的极耳接触，将极耳碰弯或使极耳产生弯折，而当电芯短路检测装置需要对电芯进行短路检测时，气缸驱动第一摆臂反向转动，使第一测试杆组、第二测试杆组被放下并分别与电芯的正极极耳、负极极耳接触，从而对电芯进行短路检测。

进一步的方案是，短路测试单元还包括第二摆臂，第二摆臂和第一摆臂沿齿条的延伸方向分布，第二摆臂包括第二转轴、第二齿轮、第三支臂、第四支臂、第三测试杆组和第四测试杆组，第二转轴绕自身的轴线与支架可转动地连接，第二齿轮固定套装在第二转轴上，第二齿轮与齿条啮合，第三支臂和第四支臂沿第二转轴的轴向分布，第三支臂和第四支臂分别与第二转轴固定连接，第三支臂和第四支臂分别位于送料线的相对的两侧，第三测试杆组与第三支臂铰接并垂向传输带设置，第四测试杆组与第四支臂铰接并垂向传输带设置。

更进一步的方案是，第一摆臂和第二摆臂沿齿条的延伸方向呈线性阵列布置，多个夹具均布在传输带上，且相邻两个夹具之间的距离等于第一测试杆组与第三测试杆组之间的距离。

由上可见，通过设置第二摆臂并对其与夹具之间的相对位置进行设置，使得短路测试单元能够同时对两个电芯进行同步检测，提高电芯短路检测装置的检测效率。

一个优选的方案是，第一测试杆组包括两根以上的沿第一转轴的轴向分布的第一测试杆，每一根第一测试杆分别与第一支臂铰接，第三测试杆组包括两根以上的沿第二转轴的轴向分布的第三测试杆，每一根第三测试杆分别与第三支臂铰接。

进一步的方案是，第二测试杆组包括两根以上的沿第一转轴的轴向分布的第二测试杆，每一根第二测试杆分别与第二支臂铰接，第四测试杆组包括两根以上的沿第二转轴的轴向分布的第四测试杆，每一根第四测试杆分别与第四支臂铰接。

更进一步的方案是，第一测试杆的数量为五根，第二测试杆的数量为五根，第三测试杆的数量为五根，第四测试杆的数量为五根。

由上可见，由于每一个电芯上的正、负极耳的长度有所偏差，因此，通过在每一组测试杆组内设置多根测试杆，使得测试杆组能够与电芯的极耳进行可靠的接触，从而保证对电芯短路检测的可靠性。

另一个优选的方案是，电芯短路检测装置还包括定位单元，定位单元安装在送料线上，定位单元的输出端朝向传输带设置，且定位单元的输出端沿第一转轴的轴向相对夹具往复移动，沿送料线的传输方向，定位单元位于短路测试单元的上游端。

由上可见，定位单元用于在电芯进行短路测试前，对电芯先对夹具的位置进行调整，避免当电芯移动至短路测试单元处时，短路测试单元无法准确地与电芯的极耳进行接触，从而保证短路测试单元的测试精度以及电芯短路测检测装置的检测的可靠性。

进一步的方案是，电芯短路检测装置还包括剔除单元，剔除单元包括剔除机构，剔除机构安装在送料线上，剔除机构的输出端朝向传输带设置，剔除机构的输出端沿第一转轴的轴向相对夹具往复移动，沿送料线的传输方向，剔除单元位于短路测试单元的下游端。

由上可见，剔除机构用于对存在短路问题的电芯进行剔除，避免不良品电芯继续残余后续加工，从而有效的节省生产成本，降低电池的废品率。

更进一步的方案是，剔除单元还包括回收料盒，回收料盒安装在送料线上，回收料盒与剔除机构相对地设置，回收料盒、剔除机构分别位于传输带的相对的两侧。

由上可见，回收料盒用于对剔除机构剔除的存在短路问题的电芯进行回收，避免被剔除的电芯散落。

附图说明

图1是本实用新型电芯短路检测装置实施例的结构图。

图2是本实用新型电芯短路检测装置实施例的另一视角下的结构图。

图3是本实用新型电芯短路检测装置实施例的短路测试单元的结构图。

图4是本实用新型电芯短路检测装置实施例的短路测试单元另一视角下的结构图。

图5是本实用新型电芯短路检测装置实施例的短路测试单元的分解图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

参照图1和图2，电芯短路检测装置100包括短路测试单元10、送料线1、多个夹具13、定位单元6和剔除单元7。其中，送料线1包括传输带11和电机12，多个夹具13均安装在传输带11上，电机12用于驱动传输带11传动，从而带动其上的夹具13进行移动。夹具13为V型块，即夹具13的端壁上端为V型固定槽。传输带11优选采用同步带，电机12优选采用伺服电机或步进电机。当然，传输带11还可以为普通的传输带。

送料线1用于对夹具13以及放置在夹具13上的电芯8进行传输，使得传输带11上的电芯8依次经过短路测试单元10，而采用V型块作为夹具13，使得夹具13能够对电芯8进行限位，防止电芯8在运输过程中出现翻转、倾斜等问题。

结合图3至图5，短路测试单元10包括支架2、气缸3、第一摆臂4和第二摆臂5，其中，支架2与送料线1固定连接，气缸3安装在支架2上，气缸3的输出端设置有齿条31，齿条31沿送料线1的传输方向X延伸地设置，气缸3用于驱动齿条31沿送料线1的传输方向X往复移动。

第一摆臂4包括第一转轴41、第一齿轮42、第一支臂43、第二支臂44、第一测试杆组45和第二测试杆组46。第一转轴41绕自身的轴线与支架2可转动地连接，第一转轴41沿水平方向朝向夹具13设置。第一齿轮42固定套装在第一转轴41上并与第一转轴41共轴线设置，且第一齿轮42与齿条31啮合。第一支臂43和第二支臂44沿第一转轴41的轴向分布，第一支臂43与第二支臂44分别与第一转轴41固定连接，且第一支臂43和第二支臂44分别位于送料线1的相对的两侧。

第一测试杆组45与第一支臂43铰接，且第一测试杆组45垂向传输带11设置。第二测试杆组46与第二支臂44铰接，且第二测试杆组46垂向传输带11设置。而由于每一个电芯8上的正、负极耳的长度有所偏差，因此，为了使第一测试杆组45和第二测试杆组46能够分别与电芯8上的正、负极耳进行可靠的接触，保证对电芯8短路检测的可靠性，第一测试杆组45优选包括两根以上的沿第一转轴41的轴向分布的第一测试杆451，且每一根第一测试杆451分别与第一支臂43铰接。第二测试杆组46优选包括两根以上的沿第一转轴41的轴向分布的第二测试杆461，且每一根第二测试杆461分别与第二支臂44铰接。优选地，第一测试杆451的数量为五根，第二测试杆461的数量为五根。

第二摆臂5包括第二转轴51、第二齿轮52、第三支臂53、第四支臂54、第三测试杆组55和第四测试杆组56。第二转轴51绕自身的轴线与支架2可转动地连接，第二转轴51沿水平方向朝向夹具13设置。第二齿轮52固定套装在第二转轴51上并与第二转轴51共轴线设置，且第二齿轮52与齿条31啮合。第三支臂53和第四支臂54沿第二转轴51的轴向分布，第三支臂53与第四支臂54分别与第二转轴51固定连接，且第三支臂53和第四支臂54分别位于送料线1的相对的两侧。

第三测试杆组55与第三支臂53铰接，且第三测试杆组55垂向传输带11设置。第四测试杆组56与第四支臂54铰接，且第四测试杆组56垂向传输带11设置。同地理，而由于每一个电芯8上的正、负极耳的长度有所偏差，因此，为了使第三测试杆组55和第四测试杆组56能够分别与电芯8上的正、负极耳进行可靠的接触，保证对电芯8短路检测的可靠性，第三测试杆组55优选包括两根以上的沿第二转轴51的轴向分布的第三测试杆551，且每一根第三测试杆551分别与第三支臂53铰接。第四测试杆组56优选包括两根以上的沿第二转轴51的轴向分布的第四测试杆561，且每一根第四测试杆561分别与第四支臂54铰接。优选地，第三测试杆551的数量为五根，第四测试杆561的数量为五根。

其中，第一摆臂4和第二摆臂5沿齿条31的延伸方向呈线性阵列布置，多个夹具13均布在传输带11上，且相邻两个夹具13之间的距离等于第一测试杆组45和第三测试杆组55之间的距离。而通过对第一摆臂4、第二摆臂5的位置设置以及相邻夹具13的间距设置，使得电芯短路检测装置100能够同时对两个电芯8进行检测，从而提高检测效率。

此外，电芯短路检测装置100优选包括短路检测仪，第一测试杆组45、第二测试杆组46、第三测试杆组55和第四测试杆组56均与短路测试仪电连接。当然，当电芯短路检测装置100设置在电芯卷绕设备上时，若电芯卷绕设备配置有短路测试仪器，可将第一测试杆组45、第二测试杆组46、第三测试杆组55和第四测试杆组56与该短路测试仪器进行电连接，从而避免需要自配短路检测仪。

沿送料线1的传输方向X，定位单元6位于短路测试单元10的上游端，定位单元6的输出端朝向传输带11设置，且定位单元6的输出端沿第一转轴41的轴向相对夹具13往复移动。定位单元6优选采用气缸，气缸的缸体安装在送料线1上，气缸的推杆朝向夹具13设置。当传输带11上的夹具13移动至定位单元6处时，气缸的驱动端向夹具13移动，从而推动夹具13上的电芯8移动，起到对电芯8的定位作用，以保证第一摆臂4的第一测试杆组45上的第一测试杆451、第二测试杆组46上第二测试杆461能够分别与电芯8的正极极耳、负极极耳进行可靠的接触。此外，定位单元6还可以其他能够起到上述定位功能的机构或元器件，如牛头刨床机构、油缸等，在此就不做一一列举。

剔除单元7安装在送料线1上，且沿送料线1的传输方向X，剔除单元7位于短路测试单元10的下游端。具体地，剔除单元7包括剔除机构71和回收料盒72，剔除机构71的输出端朝向传输带11设置，且剔除机构71的输出端可沿第一转轴41的轴向相对夹具13往复移动。

回收料盒72安装在送料线1上，回收料盒72与剔除机构71分别位于传输带11的相对的两侧。回收料盒72用于对剔除机构71剔除的存在短路问题的电芯8进行回收，避免被剔除的电芯8散落。优选地，回收料盒72在远离传输带11的一面设置有挡板721，即挡板721正对剔除机构71的输出端设置，挡板721用于防止剔除机构71将存在短路问题的电芯8从夹具13上剔除时，挡板721能够对被剔除的电芯8进行隔挡，使得电芯8落入回收料盒72内。

此外，剔除机构71优选采用气缸，气缸的缸体安装在送料线1上，气缸的推杆朝向夹具13设置并相对夹具13进行往复移动。

当电芯短路检测装置100自配有短路检测仪时，若短路测试单元10通过测试杆组检测到某一个夹具13上的电芯8存在短路问题，则该短路检测仪会向与电芯短路检测装置100连接的控制***发送第一检测信号，以使得该控制***在接收到该第一检测信号后，控制剔除机构71将存在短路问题的电芯8从夹具13上剔除。

当电芯短路检测装置100设置于电芯卷绕设备上，并与电芯卷绕设备上的短路测试仪器连接时，若短路测试仪器通过测试杆组检测到某一个夹具13上的电芯8存在短路问题，该短路测试仪器会向电芯卷绕设备的控制***发送第二检测信号，以使得电芯卷绕设备的控制***在接收到该第二检测信号后，控制剔除机构71将存在短路问题的电芯8从夹具13上剔除。其中，剔除机构71还可以是其他能够起到上述剔除功能的机构或元器件，如牛头刨床机构、油缸等，在此就不进行一一列举。

电芯短路检测装置100的工作过程如下：

在处于非短路检测状态时，第一摆臂4和第二摆臂5处于被抬高状态，此时，第一摆臂4上的第一测试杆组45和第二测试杆组46均脱离与电芯8的极耳，且第一测试杆组45和第二测试杆组46的水平高度均高于电芯8的极耳的高度；第二摆臂5上的第三测试杆组55和第四测试杆组56也均脱离与电芯8的极耳，且第三测试杆组55和第四测试杆组56水平高度也均高于电芯8的极耳的高度。

需要对电芯8进行短路检测时，首先，送料线1的电机12驱动传输带11传动，使传输带11带动其上的夹具13依次经过电芯短路测试单元10，当夹具13经过定位单元6时，定位单元6会对该夹具13上的电芯8进行定位。在本实施例中，每次通过电芯短路测试单元10的电芯8的数量为两个。

当传输带11通过夹具13带动电芯8移动至短路测试单元10处时，电机12停止对传输带11的驱动，同时，气缸3驱动齿条31沿送料线1的传输方向X移动，使得齿条31驱动与其啮合的第一齿轮42和第二齿轮52转动，从而驱动第一转轴41及第一转轴41上的第一支臂43和第二支臂44同步转动、驱动第二转轴51及第二转轴51上的第三支臂53和第四支臂54转动。此时，第一摆臂4和第二摆臂5被逐步转向传输带11并被放低，使得第一摆臂4对处于短路测试单元10处的第一个夹具13上的电芯8进行短路检测，第二摆臂5对处于短路测试单元10处的第二个夹具13上的电芯8进行短路检测。

具体地，第一摆臂4上的第一测试杆组45、第二测试杆组46会随第一摆臂4逐步转向传输带11逐渐接近电芯8，直至第一测试杆组45与第一个电芯8的正极极耳接触、第二测试杆组46与第一个电芯8的负极极耳接触，从而开始对第一个电芯8进行短路检测，并将第一检测信号发送给与电芯短路检测装置100连接的控制***。而由于第一测试杆组45铰接于第一支臂43，第二测试杆组46铰接于第二支臂44，且第一测试杆组45、第二测试杆组46恒垂向于传输带11，使得当第一摆臂4带动第一测试杆组45、第二测试杆组46与第一个电芯8正、负极耳接触时，能够减小第一测试杆组45对第一个电芯8正极极耳的冲击力、减小第二测试杆组46对第一个电芯8负极极耳的冲击力，从而避免正、负极耳被碰弯或被弯折。

同理地，第二摆臂5上的第三测试杆组55、第四测试杆组56会随第二摆臂5逐步转向传输带11逐渐接近电芯8，直至第三测试杆组55与第二个电芯8的正极极耳接触、第四测试杆组56与第二个电芯8的负极极耳接触，从而开始对第二个电芯8进行短路检测，并将第二检测信号发送给与电芯短路检测装置100连接的控制***。而由于第三测试杆组55铰接于第三支臂53，第四测试杆组56铰接于第四支臂54，且第三测试杆组55、第四测试杆组56恒垂向于传输带11，使得当第二摆臂5带动第三测试杆组55、第四测试杆组56与第二个电芯8正、负极耳接触时，能够减小第三测试杆组55对第一个电芯8正极极耳的冲击力、减小第四测试杆组56对第一个电芯8负极极耳的冲击力，从而避免正、负极耳被碰弯或被弯折。

当短路测试单元10完成对两个电芯8的检测后，气缸3驱动齿条31沿送料线1的传输方向X的反向移动，使得第一摆臂4、第二摆臂5进行复位，重新被抬高。接着，电机12再次驱动传输带11进行传动，将下一组的两个电芯8移动至短路测试单元10处进行短路测试。

而传输带11通过夹具13带动电芯8经过剔除单元7处时，控制***会根据短路测试单元10的检测结果控制剔除机构71对存在短路问题的电芯8从夹具13上剔除。

综上可见，本实用新型提供的电芯短路检测装置具有结构简单、工作可靠且能够避免检测过程中电芯的极片被碰弯变形的优点。

最后需要强调的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种变化和更改，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.电芯短路检测装置，包括

送料线，所述送料线包括传输带和电机，所述电机驱动所述传输带传动；

多个夹具，多个所述夹具均安装在所述传输带上；

其特征在于，所述电芯短路装置还包括短路测试单元，所述短路测试单元包括：

支架，所述支架与所述送料线固定连接；

气缸，所述气缸安装在所述支架上，所述气缸的驱动端设置有齿条，所述齿条沿所述送料线的传输方向延伸地设置；

第一摆臂，所述第一摆臂包括第一转轴、第一齿轮、第一支臂、第二支臂、第一测试杆组和第二测试杆组，所述第一转轴绕自身的轴线与所述支架可转动地连接，所述第一齿轮固定套装在所述第一转轴上，所述第一齿轮与所述齿条啮合，所述第一支臂和所述第二支臂沿所述第一转轴的轴向分布，所述第一支臂和所述第二支臂分别与所述第一转轴固定连接，所述第一支臂和所述第二支臂分别位于所述送料线的相对的两侧，所述第一测试杆组与所述第一支臂铰接并垂向所述传输带设置，所述第二测试杆组与所述第二支臂铰接并垂向所述传输带设置。

2.根据权利要求1所述的电芯短路检测装置，其特征在于：

所述短路测试单元还包括第二摆臂，所述第二摆臂和所述第一摆臂沿所述齿条的延伸方向分布，所述第二摆臂包括：

第二转轴，所述第二转轴绕自身的轴线与所述支架可转动地连接；

第二齿轮，所述第二齿轮固定套装在所述第二转轴上，所述第二齿轮与所述齿条啮合；

第三支臂和第四支臂，所述第三支臂和所述第四支臂沿所述第二转轴的轴向分布，所述第三支臂和所述第四支臂分别与所述第二转轴固定连接，所述第三支臂和所述第四支臂分别位于所述送料线的相对的两侧；

第三测试杆组，所述第三测试杆组与所述第三支臂铰接并垂向所述传输带设置；

第四测试杆组，所述第四测试杆组与所述第四支臂铰接并垂向所述传输带设置。

3.根据权利要求2所述的电芯短路检测装置，其特征在于：

所述第一摆臂和所述第二摆臂沿所述齿条的延伸方向呈线性阵列布置；

多个所述夹具均布在所述传输带上，且相邻两个所述夹具之间的距离等于所述第一测试杆组与所述第三测试杆组之间的距离。

4.根据权利要求2或3所述的电芯短路检测装置，其特征在于：

所述第一测试杆组包括两根以上的沿所述第一转轴的轴向分布的第一测试杆，每一根所述第一测试杆分别与所述第一支臂铰接；

所述第三测试杆组包括两根以上的沿所述第二转轴的轴向分布的第三测试杆，每一根所述第三测试杆分别与所述第三支臂铰接。

5.根据权利要求4所述的电芯短路检测装置，其特征在于：

所述第二测试杆组包括两根以上的沿所述第一转轴的轴向分布的第二测试杆，每一根所述第二测试杆分别与所述第二支臂铰接；

所述第四测试杆组包括两根以上的沿所述第二转轴的轴向分布的第四测试杆，每一根所述第四测试杆分别与所述第四支臂铰接。

6.根据权利要求5所述的电芯短路检测装置，其特征在于：

所述第一测试杆的数量为五根；

所述第二测试杆的数量为五根；

所述第三测试杆的数量为五根；

所述第四测试杆的数量为五根。

7.根据权利要求1至3任一项所述的电芯短路检测装置，其特征在于：

所述电芯短路检测装置还包括定位单元，所述定位单元安装在所述送料线上，所述定位单元的输出端朝向所述传输带设置，且所述定位单元的输出端沿所述第一转轴的轴向相对所述夹具往复移动；

沿所述送料线的传输方向，所述定位单元位于所述短路测试单元的上游端。

8.根据权利要求7所述的电芯短路检测装置，其特征在于：

所述电芯短路检测装置还包括剔除单元，所述剔除单元包括剔除机构，所述剔除机构安装在所述送料线上，所述剔除机构的输出端朝向所述传输带设置，所述剔除机构的输出端沿所述第一转轴的轴向相对所述夹具往复移动；

沿所述送料线的传输方向，所述剔除单元位于所述短路测试单元的下游端。

9.根据权利要求8所述的电芯短路检测装置，其特征在于：

所述剔除单元还包括回收料盒，所述回收料盒安装在所述送料线上，所述回收料盒与所述剔除机构相对地设置，所述回收料盒、所述剔除机构分别位于所述传输带的相对的两侧。