[发明专利]锂离子电池电阻焊接强度的检测方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊接强度的检测方法和装置，尤其是一种锂离子电池电阻焊接强度的检测方法和装置。

背景技术

近年来，随着锂离子电池产品的快速发展和日益广泛的应用，对其安全性和产品品质的要求也在不断提升，因此确保锂离子电池内部焊点焊接的可靠性至关重要。

目前，对于圆柱形18650锂离子电池内部的阳极导电连接片（T2材质铜带）与电池外壳（冷轧镀镍钢壳）的焊接，业内普遍采用电阻焊接工艺。但是，这两种金属母材本身的熔点差异较大，铜为1080℃，钢为1530℃；二者的导热系数差异也很大，铜为401W/mK，钢为80W/mK，这些特性容易导致两种金属在焊接过程中瞬间受热熔合不充分，产生虚焊。另外，电阻焊接作为一种较为复杂的工艺制程，技术要求高，生产控制难度大，焊接过程中受到众多偶然因素的干扰，如工件表面状况不良、电极损耗、装配间隙变化、焊接分流、焊机精度及稳定性、可靠性波动等，任一环节的波动都很容易导致虚焊，而虚焊是焊接工艺中最为严重的一类缺陷，直接影响到锂离子电池的安全性能与产品品质。因此，有必要对焊接完成的电阻焊点进行强度检测。

对于电阻焊点的强度检测，现有的方法通常为破坏性检测，即通过施加不同方式的外力来破坏焊点，根据对残留面积的观察或剪切脱出力的测量，来评估焊接强度。例如，中国专利申请第201020526039.4号给出了一种电阻点焊焊点检测装置，中国专利申请第200610097980.7号给出了一种窗帘线焊点检测器，中国专利申请第200920131554.X号给出了一种锂离子电池极耳焊接强度的检测装置，三者的共同特征是：采用机构对焊接物施加外力来进行机械抗拉强度的检验，属于破坏性测试，测试本身会对焊点的可靠性造成一定程度的影响，特别是对于抗拉强度接近规格控制线的焊点；此外，上述方法要使用到特定的工装夹具，会对效率造成影响，因此一般仅适用于抽样检验，而难以在大规模连续生产中进行100%全检监控，以致产品的焊点强度无法避免地存在着一定的质量风险和安全隐患。

有鉴于此，确有必要提供一种能够对锂离子电池的电阻焊接强度进行快速检测、且不会对焊点造成损害的无损检测方法和装置。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种锂离子电池电阻焊接强度的检测方法和装置，以实现对电阻焊点的快速无损检测。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种锂离子电池电阻焊接强度的检测方法，其包括以下步骤：用白色同轴光源照射待检测锂离子电池的导电连接片与电池外壳的电阻焊点；采集、放大焊点图像并将其传输到计算机；以及通过图像处理软件对焊点图像中各像素点的灰度值及面积参量进行提取和分析，并将分析结果与预设的焊点特征参量阀值门槛进行比较，判断出焊点的强度是否合格。

作为本发明锂离子电池电阻焊接强度的检测方法的一种改进，所述预设的焊点特征参量阀值门槛为：图像中灰度小于30的像素点面积之和占焊点总像素点面积的比值大于等于60%。

作为本发明锂离子电池电阻焊接强度的检测方法的一种改进，所述白色同轴光源是通过待检测锂离子电池的电芯孔对电阻焊点进行照射的。

作为本发明锂离子电池电阻焊接强度的检测方法的一种改进，所述图像处理软件的功能包括：焊点区域轮廓的提取；焊点区域轮廓内各像素点灰度值的提取；图像像素灰度值和面积参量的计算；与预设的焊点特征参量阀值门槛进行比较；输出判断结果；将焊点图像和判断结果进行存储，以便于检测记录的保存和后续调用。

为了实现上述发明目的，本发明还提供了一种锂离子电池电阻焊接强度的检测装置，其包括定位支架、白色同轴光源、光源控制器、放大镜头、工业相机和计算机主机，计算机主机内安装有图像采集卡和图像处理软件，待检测锂离子电池定位于定位支架上，光源控制器通过信号线与白色同轴光源连接，白色同轴光源安装在放大镜头上并与待检测锂离子电池垂直对应，放大镜头与工业相机连接，工业相机通过视频信号线连接到计算机主机内的图像采集卡上，工业相机对放大镜头采集的光学放大图像进行瞬时拍摄，工业相机拍摄的焊点图像由视频信号线传输到计算机主机，图像处理软件提取并分析焊点图像的灰度值及面积参量，将分析结果与设定的焊点特征参量阈值门槛进行比较，从而判断焊点强度是否合格。

作为本发明锂离子电池电阻焊接强度的检测装置的一种改进，还包括高度调节机构，所述放大镜头和工业相机都固定于高度调节机构上。

作为本发明锂离子电池电阻焊接强度的检测装置的一种改进，还包括通过视频信号线连接到计算机主机上的显示器。