CN104422887B - 锂电池的电性检测方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锂电池的电性检测方法及设备，方法包含下列步骤：将二个超音波探头分别贴附于一锂电池的二侧；利用二个超音波探头对锂电池传递一非破坏性的检测超音波信号，并由二个超音波探头感测来自锂电池的一共振压力波信号，检测超音波信号系经穿透及反射于锂电池中；以及将共振压力波信号与一参考共振压力波信号进行比对而产生一电性分析结果，藉此检测锂电池的电性特性。

Description

锂电池的电性检测方法及设备

技术领域

本发明系关于一种锂电池的检测方法及设备，特别是关于一种锂电池的电性检测方法及设备。

背景技术

锂电池具有高能量密度、平稳的放电特性、允许快速充电、循环使用寿命长、及极低的自放电，所以被应用在许多领域，从微小的手表电池到汽车的蓄电池都存在其身影。锂电池中的正负极材料、电解液、隔离膜材料、罐体、以及组装的质量都影响着锂电池的电性特性。

然而，习知检测锂电池的方式需不断的对锂电池进行充电及放电，而检测出电容容量、充电效率、蓄电率、自放电电压、或自放电速率等的电性特性。而每一次的充电及放电都需要耗费许久的时间，所以导致检测的不便。再者，因为锂电池的充电次数也是有限的，习知的检测方式反而会降低锂电池的使用寿命。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种锂电池的电性检测方法及设备，对锂电池进行非破坏性的快速检测，以解决习知的问题。

本发明为解决习知技术的问题所采用的技术手段系提供一种锂电池的电性检测方法，包含下列步骤：将二个超音波探头分别贴附于一锂电池的二侧；利用二个超音波探头对锂电池传递一非破坏性的检测超音波信号，并由二个超音波探头感测来自锂电池的一共振压力波信号，检测超音波信号系经穿透及反射于锂电池中；以及将共振压力波信号与一参考共振压力波信号进行比对而产生一电性分析结果，其中参考共振压力波信号系为感测来自一参考锂电池的共振压力波信号。

在本发明的一实施例中，电性分析结果系为根据共振压力波信号与参考共振压力波信号的波形数据的相似度进行比对而产生。

在本发明的一实施例中，电性分析结果系包括一电容容量、一充电效率、一蓄电率、一自放电电压、一自放电速率及一内部结构缺陷中的至少一个。

本发明为解决习知技术的问题所采用的另一技术手段系提供一种锂电池的电性检测设备，用于检测一锂电池的电性特性，电性检测设备包含二个超音波探头、一信号发出控制装置、信号接收整合装置、以及一分析装置。二个超音波探头用于贴附于锂电池的二侧，其中各个超音波探头为发出一超音波信号并接收一超音波信号。信号发出控制装置控制二个超音波探头对锂电池传递一非破坏性的检测超音波信号。信号接收整合装置接收整合而得到由二个超音波探头感测来自锂电池的一共振压力波信号。分析装置电连接于信号接收整合装置而分析超音波探头所感测的共振压力波信号而得到一电性分析结果。

在本发明的一实施例中，超音波探头与锂电池之间系垫置有一耦合构件，耦合构件具有一耦合介质。

在本发明的一实施例中，耦合构件为一耦合布。

在本发明的一实施例中，耦合介质为无水酒精。

在本发明的一实施例中，还包括一输送机构，用以输送锂电池至对应超音波探头的一检测位置。

在本发明的一实施例中，电性分析结果系包括一电容容量、一充电效率、一蓄电率、一自放电电压、一自放电速率及一内部结构缺陷中的至少一个。

经由本发明所采用的技术手段，利用非破坏性的超音波检测方式检测锂电池，无需耗费时间去对锂电池进行充放电就可以快速地检测出锂电的各种电性特性，藉以筛选出有问题的锂电池，而可以立即知道问题为何而作对应的修复，因而有机会使这些有问题的锂电池能重新使用而不需将之报废掉，既节省成本也达到环保的效果。

附图说明

图1系显示本发明的第一实施例的锂电池的电性检测方法的流程图；

图2系显示本发明的第一实施例的锂电池的电性检测设备的示意图；

图3系显示本发明的第一实施例的锂电池的剖面示意图；

图4系显示本发明的第二实施例的锂电池的电性检测设备的示意图。

具体实施方式

本发明所采用的具体实施例，将藉由以下的实施例及附呈图式作进一步的说明。

请参阅图1，本发明的锂电池的电性检测方法，用于检测一锂电池的电性特性，其方法包括下列步骤：将二个超音波探头分别贴附于一锂电池的二侧(步骤S10)；利用二个超音波探头对锂电池传递一非破坏性的检测超音波信号，并由二个超音波探头感测来自锂电池的一共振压力波信号，检测超音波信号系经穿透及反射于锂电池中(步骤S20)；以及将共振压力波信号与一参考共振压力波信号进行比对而产生一电性分析结果，其中参考共振压力波信号系为感测来自一参考锂电池的共振压力波信号(步骤S30)。

在本实施例中，系藉由一锂电池的电性检测设备100以实施本发明的锂电池的电性检测方法。如图2所示，锂电池的电性检测设备100包括二个超音波探头1a、1b、一信号发出控制装置2、一信号接收整合装置3、及一分析装置4。二个超音波探头1a、1b贴附于锂电池B的二侧，其中各个超音波探头1a、1b为发出超音波信号并接收超音波信号。信号发出控制装置2控制二个超音波探头1a、1b对锂电池B传递一非破坏性的检测超音波信号。信号接收整合装置3接收整合而得到由二个超音波探头1a、1b感测来自锂电池B的一共振压力波信号。分析装置4电连接于信号接收整合装置3而分析超音波探头1a、1b所感测的共振压力波信号而得到一电性分析结果。

首先，利用二个超音波探头1a、1b贴附于一参考锂电池的两侧，并以非破坏性的超音波检测方式而感测到参考锂电池的共振压力波信号(步骤S01)，参考锂电池的共振压力波信号即为参考共振压力波信号。其中，参考锂电池的电性特性系经由其它电性量测方式所测得，且选定一电性特性良好且与待测的锂电池种类相同的锂电池作为参考锂电池，以用来作为进行比对时的参考标准。而在需要测量其它种类的锂电池的时候，则将另一种类且电性特性良好的锂电池作为参考锂电池，然后藉由本发明的二个超音波探头感测出其共振压力波来作为参考共振压力波。

接着，将二个超音波探头1a、1b贴附于一待测的锂电池B(步骤S10)，而且在超音波探头1a、1b与锂电池B之间系垫置有一耦合构件51，用来作为传导超音波的介质而克服超音波于空气中传导不良的问题。耦合构件51具有一耦合介质，在本实施例中，耦合构件51为一耦合布，而耦合介质为一无水酒精，并且通过一耦合介质补给装置5适时的补充耦合介质至耦合构件51，以确保每次量测时，超音波的传递式一样的。

然后，信号发出控制装置2控制二个超音波探头1a、1b对锂电池B传递非破坏性的检测超音波信号，并且通过信号接收整合装置3接收整合二个超音波探头1a、1b接收的超音波，而得到由二个超音波探头1a、1b感测来自锂电池B的共振压力波信号(步骤S20)。

详细而言，如图3所示，检测超音波信号于锂电池B中经过多次的反射、折射及穿透等，而传递经过锂电池B中的各个部位，如电解液(electrolyte)、壳体(shell)、隔离膜(separation film)、电极(electrode)，这些部位的质量的好坏则决定出锂电池B的电性特性。而各个部位对于检测超音波会对应产生不同的信号而回传相应的共振压力波信号至二个超音波探头1a、1b。藉由将这些共振压力波信号与参考电池的参考共振压力波信号作比对而判断出锂电池B的电性特性。

接着，分析装置4将共振压力波信号与参考共振压力波信号进行比对而产生一电性分析结果(步骤S30)。其中，电性分析结果系为根据共振压力波信号与参考共振压力波信号的波形数据的相似度进行比对而产生。详细而言，比对系根据波形数据中的频率波段、波锋强度、波包的宽度等所对应的电性特性而比对出共振压力波信号对应的电性分析结果。而电性分析结果则包括一电容容量、一充电效率、一蓄电率、一自放电电压、一自放电速率、一内部结构缺陷等的至少一个的电性特性。举例而言，当一待测的锂电池的电解液的浓度与参考锂电池不同，所以两者的共振压力波也会不相同，因此经过分析装置4进行比对后就可得知待测的锂电池是电解液的浓度有异常，并且分析出所对应的电性特性结果。如此一来，藉由非破坏性的超音波检测方式，可以快速地检测出锂电池B的各种电性特性，而不用耗费时间去对锂电池B进行充放电。此外，经过检测筛选有问题的锂电池，也可以立即知道问题出在哪里而作对应的修复，而不用报废这些有问题的锂电池并且将之重新使用，既节省成本也达到环保的效果。

参阅图4，本发明的第二实施例的锂电池的电性检测设备100a还包括一输送机构6。输送机构6用以输送待测的锂电池B至对应超音波探头1a、1b的一检测位置，并将量测好的锂电池B输送至其它地方。检测完之后，输送机构6将已测好的锂电池B传送至其它位置，并且输送下一个待测的锂电池B至检测位置，藉此可以提供自动化的检测，将每一颗锂电池于在生产在线经过自动化的电性特性检测筛选后才出货，可以确保送到消费者的锂电池都是良好的，进而提升消费者的满意度。

以上的叙述仅为本发明的较佳实施例说明，凡精于此项技艺者当可依据上述的说明而作其它种种的改良，然而这些改变仍属于本发明的发明精神及所界定的专利范围中。

Claims (4)

1.一种锂电池的电性检测方法，其特征在于，其包含下列步骤：

(a)将二个超音波探头分别贴附于一锂电池的二侧；

(b)利用该二个超音波探头对该锂电池传递一非破坏性的检测超音波信号，并由该二个超音波探头感测来自该锂电池的一共振压力波信号，该检测超音波信号系经穿透及反射于该锂电池中；以及

(c)将该共振压力波信号与一参考共振压力波信号进行比对而产生一电性分析结果，其中该参考共振压力波信号系为感测来自一参考锂电池的共振压力波信号，

在步骤(c)中，该电性分析结果系为根据该共振压力波信号与该参考共振压力波信号的波形数据的相似度进行比对而产生，且该电性分析结果系包括一电容容量、一充电效率、一蓄电率、一自放电电压、一自放电速率及一内部结构缺陷中的至少一个。

2.一种锂电池的电性检测设备，用于检测一锂电池的电性特性，其特征在于，该电性检测设备包含：

二个超音波探头，用于贴附于该锂电池的二侧，其中该各个超音波探头为发出一超音波信号并接收一超音波信号；

一耦合构件，垫置于该超音波探头与该锂电池之间，该耦合构件具有一耦合介质；

一输送机构，用以输送该锂电池至对应该超音波探头的一检测位置；

一信号发出控制装置，控制该二个超音波探头对该锂电池传递一非破坏性的检测超音波信号；

一信号接收整合装置，接收整合而得到由该二个超音波探头感测来自该锂电池的一共振压力波信号；以及

一分析装置，电连接于该信号接收整合装置而分析该超音波探头所感测的共振压力波信号而得到一电性分析结果，

该电性分析结果系包括一电容容量、一充电效率、一蓄电率、一自放电电压、一自放电速率及一内部结构缺陷中的至少一个。

3.如权利要求2所述的锂电池的电性检测设备，其特征在于，该耦合构件为一耦合布。

4.如权利要求2所述的锂电池的电性检测设备，其特征在于，该耦合介质为无水酒精。