[发明专利]一种基于三维激光扫描评估软包电芯预充电过程产气量的装置及方法

说明书

本发明创造提供了一种基于三维激光扫描评估软包电芯预充电过程产气量的装置及方法，其具体方法：步骤一，将待评估软包电芯通过三维扫描仪获取该软包电芯的三维空间坐标并利用Delaunay三角网法抽取物体表面信息，重建三维曲面效果图M；步骤二，将步骤一重建的三维曲面效果图M分割成N个小立方体，针对每个小立方体进行体积计算并得到体积Vi，最终通过分割体积的叠加得到软包电芯总体积Vm。本发明创造采用三维扫描技术在预充产线直接测量每块电芯的体积，测量方法简便，非常适宜大规模自动化产线生产；可随时监视软包电芯生产过程中的变化，及时查找工艺、设备、原料等引起的变化，保证了产品的一致性。

技术领域

本发明创造属于电池制造领域，尤其是涉及一种基于三维激光扫描评估软包电芯预充电过程产气量的装置及方法。

背景技术

软包电池作为新能源电池的一种基本形式有着巨大的发展潜力。相比圆柱和方形电池，由于采用了铝塑膜进行软包装使得软包电池组具有更好的安全性能；软包电池的内阻相对较小，可以极大降低电池的自耗电，使其循环性更好，寿命更长；此外，软包还能加大空间利用率，提高能量密度。作为软包电池最重要的基本组成单位，软包电芯的质量直接决定了电池组的性能。在软包电芯产品的制造过程中需要经过预充电工艺过程“激活”电芯，这一过程中会发生一系列复杂的电化学反应，形成SE工膜并产生气体。电芯的产气量是评估电芯性能、分析电芯内部电化学反应机理的重要依据，有助于生产厂家改善材料配方、制备工艺流程等。目前工业上最常用的评估方法是利用阿基米德排水法测试预充过程前后的产气量，而已有的相关专利(如CN101673850、CN206146492U和CN109738329A等)基本都是基于此方法对电芯产气量进行评估。但这种方法有几个很明显的缺陷：1、操作慢，需要较多人力；2、只能挑选个别样本进行测量，无法准确追踪所有电芯产品；3、电芯需要浸水，一方面会对电芯产生不利影响，另一方面需要长期烘干后才能预充(工序繁琐、时间过长)；4、通常需要人力测量，容易造成较大误差并损坏电芯。基于此，传统的测量评估方法已不能满足目前的大规模工业化生产和市场对电芯产品(尤其是动力电池产品)日益增长的高标准要求，亟需发展一种能适应大规模自动化生产、并能快速准确地评估和监测批量电芯产品产气量的新方法。

发明内容

有鉴于此，本发明创造旨在提出一种基于三维激光扫描评估软包电芯预充电过程产气量的方法，以达到快速准确测量软包电芯预充过程产气量、评估排异电芯外观不良的目的。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种基于三维激光扫描评估软包电芯预充电过程产气量的装置，其包括三维扫描仪、软包电芯夹具；

所述软包电芯夹具为具有伸缩功能的机械夹具，电芯预充槽设在软包电芯夹具的伸缩轨迹处，三维扫描仪置于软包电芯夹具一侧且可扫描到该软包电芯夹具位置处。

一种基于三维激光扫描评估软包电芯预充电过程产气量的方法，其具体方法：

步骤一，将待评估软包电芯通过三维扫描仪获取该软包电芯的三维空间坐标并利用Delaunay三角网法抽取物体表面信息，重建三维曲面效果图M；

步骤二，将步骤一重建的三维曲面效果图M分割成N个小立方体，针对每个小立方体进行体积计算并得到体积Vi，最终通过分割体积的叠加得到软包电芯总体积Vm；

所述小型三维扫描仪不仅测量软包电池体积，同时用于评估软包电芯外观。

步骤三，将待评估软包电芯的重建三维曲面效果图M，通过曲面测算平整度公差，找到在软包电芯表面小范围内的尖锐变化，如尖锐变化超过1-3％则视作该软包电芯为不合格软包电芯并不进行后面评估步骤；

步骤四，对待评估软包电芯进行预充电，而后利用步骤一和步骤二的方法获得该软包电芯的总体积Vn；

步骤五，即可获得预充电后的软包电芯产气量为Vn-Vm。