CN103376278B - 一种检测锂离子电池极耳焊接牢固度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种检测锂离子电池极耳焊接牢固度的方法，该方法包括：步骤1，在批量生产中抽检部分电池极耳焊接产品进行测试，获得牢固焊点电阻值和脱焊焊点电阻值，并对牢固焊点电阻值和脱焊焊点电阻值进行F-检验和t-检验，获得检验检定结果；步骤2，若F-检验检定结果表示标准差有显著差异，则表示部分电池极耳焊接产品存在不合格产品；若F-检验检定结果表示标准差有没有差异，而t-检验检定结果表示平均差有显著差异，则同样表示部分电池极耳焊接产品存在不合格产品；所F-检验检定结果和t-检验检定结果均表示没有显出差异，则表示部分电池极耳焊接产品均为合格产品。本发明可以无破坏达到极耳焊接牢固度的批量检测，提高不良品控制率。

Description

一种检测锂离子电池极耳焊接牢固度的方法

技术领域

本发明属于锂离子电池检测技术领域，涉及一种检测方法，具体涉及一种检测锂离子电池极耳焊接牢固度的方法。

背景技术

近年来，随着世界石油资源的日益枯竭，汽车的动力源将不得不摆脱石油的束缚而采用一些新能源，这将直接推动汽车业进行一次重大的技术革命，新能源汽车代替传统汽车的发展趋势成为必然。动力锂电池作为新能源汽车的“心脏”，其性能及安全度更是尤为重要。锂离子电池是通过正负焊接串联形成电路，其焊接的牢固度是影响锂离子电池寿命及性能的主要因素之一。

锂离子电池极耳的焊接形式如图1所示，正极片C(基材片铝箔)焊接正极耳A，负极片D(基材片铜箔)焊接负极耳B，正极片C的外层包裹着隔离膜F，隔离膜F的外层包裹着负极片D，负极片D的外层包裹着隔离膜E；正极耳A焊接电池盖，负极片D焊接电池壳底部，从而形成整个电池电流回路。所以，其中的任何一方出现虚焊、脱焊等不牢固状况，电池将出现短路或阻抗加大等问题，其循环性能将无法得到保障。那么电池极耳带焊接在极片基材上的牢固度如何检验？目前常用的检验方法为手撕极耳观察焊接或铆接面积，或者用夹子夹住极耳，然后用数显拉力计测量。以上检验方法并不能保证拉力值的客观性、科学性，也不利于检验分析；而且有些颇具有破坏性的检测方法在生产制作过程中无法批量使用，因此无法批量检测也给锂电池的使用过程埋下了质量隐患。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种检测锂离子电池极耳焊接牢固度的方法，该方法无需破坏已焊接好的电池极耳。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种检测锂离子电池极耳焊接牢固度的方法。

一种检测锂离子电池极耳焊接牢固度的方法，所述检测锂离子电池极耳焊接牢固度的方法包括：

步骤0，利用焊接破坏性拉力测试电池极耳焊接样品是否为达标样品，若是则测试获得达标的电池极耳焊接样品的牢固焊点的电阻阈值及脱焊焊点的电阻阈值；

步骤1，在批量生产中抽检部分电池极耳焊接产品进行测试，获得所述部分电池极耳焊接产品的牢固焊点电阻值和脱焊焊点电阻值，并对所述牢固焊点电阻值和脱焊焊点电阻值进行F-检验和t-检验，获得F-检验检定结果和t-检验检定结果；

步骤2，若F-检验检定结果表示标准差有显著差异，则表示所述部分电池极耳焊接产品存在不合格产品；若F-检验检定结果表示标准差有没有差异，而t-检验检定结果表示平均差有显著差异，则同样表示所述部分电池极耳焊接产品存在不合格产品；所F-检验检定结果和t-检验检定结果均表示没有显出差异，则表示所述部分电池极耳焊接产品均为合格产品；若F-检验检定结果中的P值＞0.05，则表示标准差没有差异；若t-检验检定结果中的P值＜0.05，则表示平均值有显著的差异；

步骤3，若存在不合格产品，则将至少2个牢固焊点电阻值大于所述牢固焊点的电阻阈值的电池极耳焊接产品确定为不合格产品。

如上所述，本发明所述的检测锂离子电池极耳焊接牢固度的方法，具有以下有益效果：

本发明所述的检测锂离子电池极耳焊接牢固度的方法可以用于设备上的检测，为检测和分析极耳焊接牢固性提供辅助可靠的数据，且可以无破坏达到极耳焊接牢固度的批量检测，提高不良品控制率。

附图说明

图1为锂离子电池极耳的焊接形式结构示意图。

图2为实施例一所述的检测锂离子电池极耳焊接牢固度的方法流程示意图。

图3为使用本发明所述的检测锂离子电池极耳焊接牢固度的方法时的测试方式示意图。

元件标号说明

A、正极耳；B、负极耳；

C、正极片；D、负极片；

E、隔离膜；F、隔离膜；

1、极片；2、极耳；

3、测试电阻夹；4、测试电阻夹；

5、焊点。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅附图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

实施例一

极耳焊接机的工作原理是：利用高频振动波传递到两个需焊接的金属表面，在加压的情况下，使两个金属表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。而各基材片和极耳带融合的点均有它自身的阻抗。且焊接好的每个熔合点阻抗分布较一致：一般正负极基材与正负极耳带的焊接阻抗为3±0.15mΩ。

本实施例提供一种检测锂离子电池极耳焊接牢固度的方法，该方法利用直流内阻仪测试基材片与极耳带焊接处融合点的阻抗，根据正负极融合点的参考经验值做删选，数值在参考值范围内则做出焊接优良的判断，不在范围内则做出焊接不良的判断。

下面提供上述检测锂离子电池极耳焊接牢固度的方法的一种具体测试过程，但本发明的保护范围不限于此具体测试过程的内容，凡是利用测试电阻值的方式来实现检测锂离子电池极耳焊接牢固度的方法都属于本发明的保护范围。

1、将本次生产需要焊接的铝箔和铝极耳带，铜箔和铜极耳带焊接n个小样，进行焊接破坏性拉力测试，要求及方法按本公司现有测试焊接点牢固度工艺文件要求，焊接后2-3个焊点成条状破裂方可达标；

2、上述拉力测试达标后焊接机器设备参数不变，按上述方式1再次各焊接10pcs样品，本次可以使用正负极片与铝铜极耳带直接焊接；

3、将10pcs样品按正负极分类，标号，用直流内阻仪测试电阻夹3夹住极耳2末端，与极耳宽度齐平；将测试电阻夹4夹住极片1基材箔的固定一位置，读出此时直流内阻仪上面的数值，并记录数据；一般脱焊的定义是指分布均匀的焊接点虚焊2-3个点。10pcs样品的测试结果如表1所示。

表1：10pcs样品的内阻测试结果

编号	焊接(m Ω)	脱焊(m Ω)	Δ+(m Ω)
				1	3.05	4.32	1.27
2	3.09	4.08	0.99
				3	3.23	4.02	0.79
4	3.01	4.28	1.27
				5	3.2	4.3	1.1
6	2.97	4.23	1.26
				7	2.9	3.96	1.06
8	3.23	4.36	1.13
				9	3.19	4.12	0.93
10	3.01	4.03	1.02

F检验法是英国统计学家Fisher提出的，主要通过比较两组数据的方差S^2，以确定他们的精密度是否有显著性差异。至于两组数据之间是否存在系统误差，则在进行F检验并确定它们的精密度没有显著性差异之后，再进行t检验。样本标准偏差的平方(“^2”是表示平方)为：S^2＝∑(X-X平均)^2/(n-1)。两组数据就能得到两个S^2值，S大^2和S小^2。F＝S大^2/S小^2由表中f大和f小(f为自由度n-1)，查得F表，然后计算的F值与查表得到的F表值比较，如果F＜F表，则表明两组数据没有显著差异；如果F≥F表，则表明两组数据存在显著差异。一般来说，我们较常用的是比较P值大小作为F检验(标准差检验)的一种判定方法：当P值小于0.05，或者F值大于临界值时，拒绝原假设，认为两组样本的方差差异显著。P值是能够拒绝零假设的最小显著性水平，显著性水平大于等于P值时拒绝原假设，反之则不拒绝。所做样本检验P值很小，则说明有较大的可能性零假设会被拒绝。将该P值与0.05，0.01，0.001等常用的显著性水平进行比较，一般如果小于0.05，就可以认为“在5％显著性水平下拒绝原假设”了。

T检验是戈斯特为了观测酿酒质量而发明的。T检验的适用条件：正态分布资料；T检验注意事项：要有严密的抽样设计随机、均衡、可比。选用的检验方法必须符合其适用条件(注意：t检验的前提是资料服从正态分布)t检验是对各回归系数的显著性所进行的检验。在多元回归分析中，检验回归系数是否为0的时候，先用F检验；考虑整体回归系数，再对每个系数是否为零进行t检验。t检验还可以用来检验样本为来自一元正态分布的总体的期望(即均值)和检验样本为来自二元正态分布的总体的期望是否相等。t检验的目的是：比较样本均数所代表的未知总体均数和已知总体均数。一般来说，我们较常用的也是比较P值大小作为t检验(平均差检验)一种判定方法，同理F标准差检验，当P值小于0.05，或者F值大于临界值时，拒绝原假设，认为两组样本的平均值差异显著。

表2：对10pcs样品的内阻的F-检验双样本方差分析结果

表3：对10pcs样品的内阻的t-检验成对双样本均值分析结果

判定：根据EXCELF-检验检定结果，P值＞0.05，标准差没有差异，根据EXCELt-检验，P值＜0.05，平均值检定是有显著的差异。由表2和表3所示数据可证明，脱焊或虚焊可以用此方式检查出来。

经过以上论述，本实施总结出一种检测锂离子电池极耳焊接牢固度的方法，如图2所示，所述检测锂离子电池极耳焊接牢固度的方法包括：

步骤0，利用焊接破坏性拉力测试电池极耳焊接样品是否为达标样品，若是则测试获得达标的电池极耳焊接样品的牢固焊点的电阻阈值及脱焊焊点的电阻阈值；

步骤1，在批量生产中抽检部分电池极耳焊接产品进行测试，获得所述部分电池极耳焊接产品的牢固焊点电阻值和脱焊焊点电阻值，并对所述牢固焊点电阻值和脱焊焊点电阻值进行F-检验和t-检验，获得F-检验检定结果和t-检验检定结果；

步骤2，若F-检验检定结果表示标准差有显著差异，则表示所述部分电池极耳焊接产品存在不合格产品；若F-检验检定结果表示标准差有没有差异，而t-检验检定结果表示平均差有显著差异，则同样表示所述部分电池极耳焊接产品存在不合格产品；所F-检验检定结果和t-检验检定结果均表示没有显出差异，则表示所述部分电池极耳焊接产品均为合格产品；若F-检验检定结果中的P值＞0.05，则表示标准差没有差异；若t-检验检定结果中的P值＜0.05，则表示平均值有显著的差异；

步骤3，若存在不合格产品，则将至少2个牢固焊点电阻值大于所述牢固焊点的电阻阈值的电池极耳焊接产品确定为不合格产品。

图3中的焊点5为正常焊接，内阻数据为3±0.15mΩ，虚焊脱焊后内阻会增加1±0.15mΩ。批量检测或定时抽检正负极耳焊接过程融合点阻抗，记录数据，剔除内阻数据大于3±0.15mΩ为不良品。

本发明所述的检测锂离子电池极耳焊接牢固度的方法可以用于设备上的检测，为检测和分析极耳焊接牢固性提供辅助可靠的数据，且可以无破坏达到极耳焊接牢固度的批量检测，提高不良品控制率。

每个公司使用的材料存在物质差异变化，需要做实验累计检验值做参考参数。例如生产中，使用A公司铝箔与B公司铝极耳，C公司铜箔和D公司铜极耳带分别进行焊接，以往此4种基材焊接后融合点阻抗分别是Z1＜4.5mΩ。

1)铜铝箔基材分别于对应的铜铝极耳带焊接5pcs，进行拉力测试，每片分别撕开至少2个破裂口子即为合格。

2)拉力测试合格后机器参数设置不变，用正负极片各焊接20pcs，数值为3.5mΩ-4.5mΩ。

3)利用COA软件，辅助概率分析图，确定Z＜4.5mΩ；焊接制成过程依据Z＞4.5mΩ挑出为不良品。

所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (2)

1.一种检测锂离子电池极耳焊接牢固度的方法，其特征在于，所述检测锂离子电池极耳焊接牢固度的方法包括：

步骤0，利用焊接破坏性拉力测试电池极耳焊接样品是否为达标样品，若是则测试获得达标的电池极耳焊接样品的牢固焊点的电阻阈值及脱焊焊点的电阻阈值；

步骤1，在批量生产中抽检部分电池极耳焊接产品进行测试，获得所述部分电池极耳焊接产品的牢固焊点电阻值和脱焊焊点电阻值，并对所述牢固焊点电阻值和脱焊焊点电阻值进行F-检验和t-检验，获得F-检验检定结果和t-检验检定结果；

步骤2，若F-检验检定结果表示标准差有显著差异，则表示所述部分电池极耳焊接产品存在不合格产品；若F-检验检定结果表示标准差有没有差异，而t-检验检定结果表示平均差有显著差异，则同样表示所述部分电池极耳焊接产品存在不合格产品；所述F-检验检定结果和t-检验检定结果均表示没有显出差异，则表示所述部分电池极耳焊接产品均为合格产品；且将至少2个牢固焊点电阻值大于所述牢固焊点的电阻阈值的电池极耳焊接产品确定为不合格产品。

2.根据权利要求1所述的检测锂离子电池极耳焊接牢固度的方法，其特征在于：步骤2中，若F-检验检定结果中的P值＞0.05，则表示标准差没有差异；若t-检验检定结果中的P值＜0.05，则表示平均值有显著的差异。