用于锂电池来料检测的装置的制作方法

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，具体涉及用于锂电池来料检测的装置。

背景技术：

生产锂电电源即锂电PACK用的锂电池电芯下线后需要进行来料检测，以确定电芯的电压容量及内阻等数值以及一致性，以进行锂电池组的PACK。来料的电芯通常是圆柱状的，需要测试的数据主要有电压容量、内阻、电压等，现有的锂电池电芯来料检测设备为分容柜或化成柜。在检测测试时，需要工人手动把一颗颗的锂电池电芯装到设备上，每颗锂电池都需要用上下顶针顶住，一台分容柜小的装几十颗，大的装两百颗左右。锂电池电芯安装完毕后启动测试，测试完成后，需要工人根据屏显的数据，把柜子上的锂电池按内阻和电压容量的不同进行分类。也就是将检测后的锂电池电芯一颗颗的拆下来，放到不同的料盒里，每个料盒里的锂电池必须是内阻和电压容量都一致的。

由于必然存在的偏差及需要兼顾到两项参数，锂电池检测完成后人工分选时耗费大量时间，出现误操作的机会很大，会影响锂电池的质量一致性。同时刚下线的锂电池由于系统性能还没有稳定下来，测量的数据不是锂电池静置后的数据，锂电池的电压容量及内阻等数据存在偏差，进一步地影响锂电池的质量一致性。

另外由于所有锂电池的性能参数均没有进行存储，锂电池转到用户手上后，锂电池的质量问题，难以追溯和甄别，会影响锂电池的质量可靠性。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供不仅来料检测效率高，且能够保证锂电池质量一致性和质量可靠性的用于锂电池来料检测的装置。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

用于锂电池来料检测的装置，包括用于扫描锂电池条码的扫描装置和用于放置扫描后锂电池的编码托盘；包括用于扫描编码托盘的条码的扫码器；包括测试编码托盘内锂电池电压容量及内阻的化成装置；包括对化成装置检测后进行静置的锂电池进行测试及筛选的筛选装置；还包括和所述扫描装置、扫码器、化成装置及筛选装置分别连接的控制装置；所述控制装置为PLC控制器；所述扫描装置为扫描锂电池上条码并将条码信息反馈给控制装置的条码扫描仪；所述扫码器为扫描编码托盘上的条码并将条码信息反馈给控制装置的条码扫描仪。

所述编码托盘上设有放置锂电池的定位孔，锂电池两端的电极伸出所述定位孔，每个定位孔均对应一个编号。

所述化成装置包括安装有充放电电路的化成柜；所述化成柜上设有一个以上的容纳所述编码托盘的抽屉槽，所述化成柜上所述抽屉槽上方及下方设有分别和充放电电路连接的化成柜顶针板；所述化成柜顶针板上设有和锂电池电极相对应的顶针；所述化成柜顶针板和设于所述化成柜上的驱动机构相连接；所述抽屉槽的内侧部设有化成柜条码扫描仪或者化成柜上位于每个抽屉槽的下方均设有编码输入窗；还包括和驱动机构连接的化成柜控制模块；所述化成柜控制模块和所述控制装置、充放电电路及化成柜条码扫描仪或编码输入窗分别连接。

所述抽屉槽的两内侧部设有滑轨，所述编码托盘两侧分别设有和滑轨配合的滑轮。

所述驱动机构为安装在所述柜体上的驱动气缸，所述驱动气缸和化成柜控制模块连接。

所述化成柜顶针板和驱动气缸的活塞杆连接，所述柜体上位于所述化成柜顶针板的两侧分别设有移动导向槽。

所述筛选装置包括筛选柜及和所述控制装置连接的筛选柜控制模块，所述筛选柜内集成有和所述筛选柜控制模块连接的电压及内阻检测电路；所述筛选柜包括柜体及和所述柜体连接的顶盖；所述顶盖上设有和电压及内阻检测电路连接的上筛选柜顶针板；所述柜体上设有下筛选柜顶针板，所述下筛选柜顶针板上设有顶针块，所述顶针块上设有和编码托盘上的定位孔相对应的编号；所述柜体内在下筛选柜顶针板的下方对应每个顶针块均设有对应编号的和顶针块连接的顶针块驱动气缸；所述顶针块驱动气缸和控制装置连接；所述顶盖的内侧壁设有筛选柜条码扫描仪或者在柜体上设有托盘编码输入窗口；所述筛选柜条码扫描仪或托盘编码输入窗口和筛选柜控制模块连接。

所述顶盖和所述柜体通过和所述筛选柜控制模块连接的气缸或气动支撑杆相连接。

所述控制装置能够存储编码托盘的条码信息、编号信息及每只锂电池的条码信息，能够存储每只锂电池的来料时和静置后的电压容量及内阻数据，并能进行逻辑运行，计算锂电池来料时和静置后的电压容量及内阻差值；并能将内阻差值和系统设定值，进行比较运算，控制装置进行比较运算后，输出指令控制顶针块驱动气缸，以实现锂电池的筛选。

本发明的优点在于：本发明在锂电池下线后进行PACK前进行检测，检测后再进行静置，锂电池经过静置后再进行筛选，然后再投入生产使用，能够保证锂电池组内单体锂电池质量的一致性，大大提高锂电池组的性能寿命及使用安全性。所有合格锂电池在之后的生产、成品检验、客户使用过程中发现任何问题，只需对该锂电池扫描，即可从控制装置的数据库中调出来料检验时的所有原始检测数据，实现锂电池质量的可追溯性，以进一步保证锂电池的质量可靠性。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明用于锂电池来料检测的装置的示意图。

图2为本发明用于锂电池来料检测的装置的编码托盘的结构示意图。

图3为本发明用于锂电池来料检测的装置的化成装置的结构示意图。

图4为本发明用于锂电池来料检测的装置的化成装置的内部结构示意图。

图5为本发明用于锂电池来料检测的装置的化成装置的工作示意图。

图6为本发明锂电池来料筛选装置的工作示意图。

图7为本发明锂电池来料筛选装置的内部结构示意图。

上述图中的标记均为：

1、输送装置，2、扫描装置，3、编号托盘，4、化成装置，5、筛选装置，6、控制装置，7、生产线，8、扫码器。

31、定位孔，32、拉手槽，33、滑轮。

41、化成柜，42、抽屉槽，43、化成柜顶针板，44、滑轨，45、驱动气缸，46、移动导向槽，51、柜体，52、顶盖，53、上筛选柜顶针板，54、下筛选柜顶针板，55、顶针块驱动气缸。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1所示，用于锂电池来料检测的装置，包括用于扫描锂电池条码的扫描装置2和用于放置扫描装置2扫描后锂电池的编码托盘3；包括用于扫描编码托盘3的条码的扫码器1；包括测试编码托盘3内锂电池电压容量及内阻的化成装置4；包括对化成装置4检测后进行静置的锂电池进行测试及筛选的筛选装置5；还包括和扫描装置2、扫码器1、化成装置4及筛选装置5连接的控制装置6，控制装置6为PLC控制器。

锂电池下线后进行检测，检测后再进行静置，锂电池经过静置后再进行筛选，然后再投入生产使用，能够保证锂电池组内锂电池质量的一致性，大大提高锂电池的性能寿命及使用安全性。所有合格锂电池在之后的生产、成品检验、客户使用过程中发现任何问题，只需对该锂电池扫描，即可从控制装置6的数据库中调出来料检验时的所有原始检测数据，实现锂电池质量的可追溯性，以进一步保证锂电池组合成锂电池组的质量可靠性。

优选扫码器1为扫描编码托盘3上条码并将条码信息反馈到控制装置6的条码扫描仪。每个编码托盘3的条码信息以及编码托盘3的定位孔31对应的编号均事先录入控制装置6内，相当于每个编码托盘3的每个定位孔31在控制装置6的数据库内对应有1个编号的存储文件夹。

优选扫描装置2为扫描锂电池上条码并将条码信息反馈给控制装置6的条码扫描仪。条码扫描仪对锂电池条码进行扫描并将锂电池的条码信息反馈到控制装置6内对应编号的文件夹进行储存。锂电池在经过扫描件后即具有唯一性和可查性，从进料开始就建立了完整的数据库档案，每一颗锂电池在检测生产过程中的参数都会被记录在案，以供日后查验。

如图2所示，编码托盘3上设有放置锂电池的定位孔31，锂电池两端的电极伸出定位孔31，每个定位孔31均对应一个编号。编码托盘3本身具有唯一的条码，同时编码托盘3上的定位孔31均编号，使得定位孔31对应唯一编码的一只锂电池，使得每只锂电池均具有唯一性，以便于筛选装置5上的筛选操作。

如图3-图5所示，化成装置4为化成综合测试装置，化成装置4包括安装有充放电电路的化成柜41；化成柜41上设有一个以上的容纳编码托盘3的抽屉槽42，化成柜41上抽屉槽42上方及下方设有分别和充放电电路连接的化成柜顶针板43，化成柜顶针板43上设有和锂电池电极相对应的顶针，化成柜顶针板43和设于化成柜41上的驱动机构相连接；抽屉槽42的内侧部设有获取编码托盘3的条码信息的化成柜条码扫描仪(图中未画出)或者化成柜41上位于每个抽屉槽的下方均设有编码托盘3编码的编码输入窗(图中未画出)；还包括和驱动机构连接的化成柜控制模块，化成柜控制模块和控制装置6、充放电电路及化成柜条码扫描仪或编码输入窗分别连接；化成柜控制模块获取各编码托盘3内锂电池的电压容量、内阻、充放电倍率及记录充放电曲线，并将数据及检测日期反馈给控制装置6，输入到控制装置6中对应的文件夹中进行存储。化成柜41能够实现一个以上的多个编码托盘3内锂电池的全自动充放电和检测，不仅操作方便，且检测效率高。

抽屉槽42的两内侧部设有滑轨44，编码托盘3两侧分别设有和滑轨44配合的滑轮33。滑轮33和滑轨44的配合，方便编码托盘3推入及滑出抽屉槽42，方便锂电池的检测。

编码托盘3上设有拉手槽32。拉手槽32方便编码托盘3的移动，进一步地方便锂电池的检测。

驱动机构为安装在化成柜41上的驱动气缸45，驱动气缸45和化成柜控制模块连接。优选驱动气缸45为位于化成柜顶针板43两端上的两个，以提供稳定可靠的驱动力。化成柜41上具有控制电源，编码托盘3放入抽屉槽42后；打开控制电源，化成柜条码扫描仪对各编码托盘3进行扫描或通过编码输入窗输入编码托盘3的条码；同时化成柜控制模块发出工作指令控制驱动气缸45工作，驱动气缸45活塞杆伸出带动化成柜顶针板43正向移动；化成柜顶针板43上的顶针和锂电池电极接触，充放电电路连通，实现锂电池充放电；化成柜控制模块获得每个编码托盘3内锂电池的电压容量、内阻、充放电倍率及记录充放电曲线，并将数据反馈给控制装置6，输入到控制装置6对应的文件中进行存储。检测完毕后，化成柜控制模块发出工作指令控制驱动气缸45工作，驱动气缸45活塞杆缩回带动化成柜顶针板43反向移动，化成柜顶针板43上的顶针和锂电池电极脱离，通过拉手槽32拉动编码托盘3，取下编码托盘3。

化成柜顶针板43和驱动气缸45的活塞杆连接，柜体上位于化成柜顶针板43的两侧分别设有移动导向槽46。化成柜顶针板43的位移区相对较小，移动导向槽46为化成柜顶针板43的移动提供移动导向作用，以提高检测可靠性。

多个编码托盘3分别放入抽屉槽42后，化成柜控制模块发出工作指令给驱动气缸45；驱动气缸45驱动抽屉槽42上方及下方的化成柜顶针板43移动，抽屉槽42上方及下方的化成柜顶针板43分别和编码托盘3内的锂电池电极接触，锂电池充放电电路接通，对锂电池进行充放电。同时化成柜控制模块记录锂电池的电压容量、内阻、充放电倍率及记录充放电曲线，并将数据反馈给控制装置6；控制装置6通过化成柜控制模块获取锂电池的电压、内阻、充放电倍率及记录充放电曲线，并储存到数据库，以供日后追溯查询，提高锂电池的质量可靠性。

如图6及图7所示，筛选装置5包括筛选柜及和控制装置6连接的筛选柜控制模块，筛选柜内集成有和筛选柜控制模块连接的电压及内阻检测电路；筛选柜包括柜体51及和柜体51连接的顶盖52，顶盖52上设有和电压及内阻检测电路连接的上筛选柜顶针板53；上筛选柜顶针板53上设有和锂电池电极相对应的顶针；柜体51上设有下筛选柜顶针板54，下筛选柜顶针板54上设有顶针块，顶针块上设有和编码托盘3上的定位孔31相对应的编号，顶针块上设有顶针，柜体51内在下筛选柜顶针板54的下方对应每个顶针块均设有对应编号的和顶针块连接的顶针块驱动气缸55，顶针块驱动气缸55和控制装置6连接；顶盖52的内侧壁设有获取编码托盘3的条码信息的筛选柜条码扫描仪(图中未画出)或者在柜体51上设有输入编码托盘3的条码信息的托盘编码输入窗口(图中未画出)；筛选柜条码扫描仪或托盘编码输入窗口和筛选柜控制模块连接；筛选柜控制模块获取编码托盘3内锂电池的电压容量及内阻值，将电压容量及内阻值反馈给控制装置6，输入到控制装置6对应的文件夹中进行存储。顶针块的编号和编码托盘3上的定位孔31的编号相对应，以实现顶针和锂电池间的唯一对应关系，实现锂电池的筛选。

将化成装置4处理过的锂电池静置一周后，打开顶盖52，将编码托盘3放到柜体51上的下筛选柜顶针板54上后，盖上顶盖52，上筛选柜顶针板53及下筛选柜顶针板54的顶针和电池电极接触，打开控制电源，筛选柜条码扫描仪对编码托盘3的条码进行扫描或通过托盘编码输入窗口输入编码托盘3的条码，同时电压及内阻检测电路接通，实现锂电池电压及内阻的检测。筛选柜控制模块记录锂电池的电压容量及内阻值，将电压容量及内阻值反馈给控制装置6，输入到控制装置6对应的文件中进行存储。

控制装置6通过筛选柜控制模块获取静置后锂电池的电压容量及内阻值后，将静置后的锂电池电压容量及内阻数值和化成柜控制模块获取锂电池的电压容量及内阻值进行比较计算得到差值；同时控制装置6将差值和系统设定值进行比较；对于电压及内阻的差值不大于设定值的锂电池，锂电池电压容量及电阻符合要求，通过发出工作指令给该锂电池对应的顶针块驱动气缸55，顶针块驱动气缸55驱动顶针块，将该锂电池顶出，取下合格电池，进行分选。

锂电池来料时通过化成装置4检测的电压容量及内阻数值和锂电池静置后通过筛选装置5检测的电压容量及内阻数值会有一个差值，如果差值在系统设定值设定的差值范围内，即在正常误差范围内，则锂电池的性能稳定，为合格品；否则，锂电池的性能不稳定，为不合格品。

顶盖52和柜体51通过和筛选柜控制模块连接的气缸或气动支撑杆相连接。气缸或气动支撑杆能够实现顶盖52的自动开启和关闭，实现筛选装置5的自动化控制，以提高检测效率。

控制装置6为PLC控制器，控制装置6能够存储编码托盘3的条码信息、编号信息及每只锂电池的条码信息，能够存储每只锂电池的来料时和静置后的电压容量及内阻数据，并能进行逻辑运行，计算锂电池来料时和静置后的电压容量及内阻差值；并能将内阻差值和系统设定值，进行比较运算，控制装置6进行比较运算后，输出指令控制顶针块驱动气缸55，以实现锂电池的筛选；锂电池的来料时和静置后的电压容量及内阻数据，能够在日后追溯查询，以提高锂电池的质量可靠性。

锂电池来料检测方法，利用用于锂电池来料检测的装置实现，具体为：

扫码器1对编码托盘3进行扫码，扫描装置2对锂电池条码进行扫描并将锂电池的条码信息反馈给控制装置6进行储存；

经过扫描装置2扫描后的锂电池被依次装载到编码托盘3上；每个编码托盘3都有条码并记录在控制装置6的数据库中备查，编码托盘3上的定位孔31均编号，使得定位孔31对应唯一条码的一只锂电池；

装上锂电池的编码托盘3被放入化成装置4进行充放电，测试锂电池的电压容量、内阻、充放电倍率及记录充放电曲线；控制装置6获取锂电池的电压容量、内阻、充放电倍率及记录充放电曲线，并将其和检测日期一起储存到控制装置6的数据库；

测试后的锂电池入库静置，锂电池静置的时间大于一周；

锂电池静置完成后，将编码托盘3放到筛选装置5上，筛选装置5测试静置后锂电池的电压容量及内阻值并反馈给控制装置6；控制装置6将静置后锂电池的电压容量、内阻值及检测日期一起存储到数据库中；控制装置6获取静置后锂电池的电压容量及内阻值后，将通过筛选装置5获取的电压容量及内阻数值和化成装置4获取的锂电池的电压容量及内阻值进行比较计算得到差值，控制装置6将差值和系统设定值进行比较；对于差值不大于设定值的锂电池，锂电池为合格品，控制装置6发出工作指令给该锂电池对应顶针块的顶针块驱动气缸55，顶针块驱动气缸55驱动顶针块，将该锂电池顶出，进行分选后进入生产线使用。

编码托盘3上定位孔31能够根据实际需要调整，以具有100个定位孔31的编码托盘3为例。假如编码托盘3的条码为1，相应的编码托盘3的100个定位孔31相当于从11、12、13……到1100依次进行编号。每个编码托盘3的条码信息以及编码托盘3的定位孔31对应的编号均事先录入控制装置6的数据库内，相当于条码为1的编码托盘3的100个定位孔31在控制装置6的数据库内对应有100个编号的存储文件夹。

整个用于锂电池来料检测的装置工作过程为，扫码器1先对1号编码托盘3进行扫码；扫描装置2对锂电池条码进行扫描并将锂电池的条码信息反馈给控制装置6进行储存。锂电池的条码信息存储时，第1只锂电池条码信息存储到1号编码托盘3上的11号位编号文件夹，第2只锂电池条码信息录入到1号编码托盘3上的12号位编号文件夹，第3只锂电池条码信息录入到1号编码托盘3上的13号位编号文件夹，……第100只锂电池条码信息录入到1号编码托盘3上的1100号位编号文件夹。

相应的，经过扫描装置2扫描后的100只锂电池被依次装载到1号编码托盘3上的第11、12、13……到1100号位上。

1号编码托盘3内锂电池装满后，扫码器1对另一个编码托盘3进行扫码，假如另一个编码托盘3的条码为2，相应的2号编码托盘3的100个定位孔31相当于从21、22、23……到2100依次进行编号。扫描装置2对锂电池条码进行扫描并将锂电池的条码信息反馈给控制装置6进行储存。锂电池的条码信息存储时，第1只锂电池条码信息存储到2号编码托盘3上的21号位编号文件夹，第2只锂电池条码信息录入到2号编码托盘3上的22号位编号文件夹，第3只锂电池条码信息录入到2号编码托盘3上的23号位编号文件夹，……第100只锂电池条码信息录入到2号编码托盘3上的2100号位编号文件夹。

相应的，经过扫描装置2扫描后的锂电池被依次装载到2号编码托盘3上的第21、22、23……到2100号位上。

相应的，装载5号编码托盘3时，相应的5号编码托盘3的100个定位孔31相当于从51、52、53……到5100依次进行编号。锂电池的条码信息存储时，依次被储存到5号编码托盘3上的51、52、53……到5100号位编号文件夹。经过扫描装置2扫描后的锂电池被依次装载到5号编码托盘3上的第51、52、53……到5100号位上。

重复上述过程，实现不同条码的编码托盘3内锂电池的装载。

装上锂电池的多个编码托盘3被放入化成装置4中，化成装置4的化成柜条码扫描仪对各编码托盘3进行扫描后，化成装置4对各编码托盘3内的电池进行充放电，测试各编码托盘3内各编号位锂电池的电压容量、内阻、充放电倍率及记录充放电曲线，并将数据输入存储到控制装置6内相应的文件夹内。

测试后的锂电池入库静置，锂电池静置的时间大于一周。锂电池静置后，将编码托盘3放到筛选装置5上，筛选柜条码扫描仪对编码托盘3进行扫描后，筛选装置5测试相应编码托盘3内静置后锂电池的电压容量及内阻值，并将数据输入存储到控制装置6内相应的文件夹内。

控制装置6将获取的静置后锂电池的电压容量及内阻值，和化成装置4检测后获取的锂电池的电压容量及内阻值进行比较计算得到差值；控制装置6将差值和系统设定值进行比较；对于差值不大于设定值的锂电池，锂电池为合格品，控制装置6发出工作指令给该锂电池对应顶针块的顶针块驱动气缸55，顶针块驱动气缸55驱动顶针块，将该锂电池顶出，拾取顶出的电池，进行分选后进入生产线使用。

锂电池下线后进行检测，检测后再进行静置，锂电池经过静置后再进行筛选，然后再投入生产使用，能够保证锂电池生产的电池组质量的一致性，大大提高锂电池的质量可靠性。所有合格锂电池在之后的生产、成品检验、客户使用过程中发现任何问题，只需对该锂电池扫描，即可从控制装置6的数据库中调出来料检验时的所有原始检测数据，实现锂电池质量的可追溯性，以进一步保证锂电池的质量可靠性。

显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。