CN106654354A - 一种锂离子电池及其封装检测方法 - Google Patents

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管风鑫
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Abstract

本发明公开了一种锂离子电池及其封装检测方法，所述锂离子电池包括电池壳体和设于所述电池壳体内部的芯包，所述芯包包括正极片、负极片、隔膜以及和电极片电连接的电极极耳，所述电池壳体的内部还设有气囊，所述气囊的内部包含被检气体，所述被检气体为不与电池内物质反应的气体。本发明利用气囊结构使被检气体同时封装于电池内部，然后通过外加压力使气囊破裂，通过对逸出的被检气体的直接检测达到电池封装效果检验的目的，不仅解决了现有锂离子电池密封性检测方法精度低、易漏判的缺陷，气囊结构也不会影响电池的正常安全使用，不会造成电池鼓胀或是爆炸的风险，具有良好的应用前景。

Description

一种锂离子电池及其封装检测方法
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池及其封装检测方法。
背景技术
近年来随着移动设备的普及、电动车的推广，市场对锂离子电池需求不断增加。锂离子电池是一种二次电池(充电电池)，它一般采用含有锂元素的材料作为电极，主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作，是现代高性能电池的代表。根据锂离子电池所用电解质材料的不同，锂离子电池分为液态锂离子电池和聚合物锂离子电池。聚合物锂离子电池所用的正负极材料与液态锂离子都是相同的，电池工作原理也基本一致，它们的主要区别在于电解质的不同，液态锂离子电池使用液体电解质，聚合物锂离子电池则以固体聚合物电解质来代替，这种电解质可以是固态或者胶态的高分子电解质，目前大部分采用的是聚合物凝胶电解质。
软包电池是一种常见的锂离子电池，其具有安全性能好、重量轻、容量大、内阻小、外形设计灵活等优点；软包电池一般以铝塑膜为外壳实现电芯的封装，因此产品封装工艺的稳定性会直接影响产品的长期使用的稳定性，甚至影响电池安全。目前电池封装状态的检验方法主要是厚度检验法，即测量封装后铝塑膜的厚度，一般是在封装线上抽样取点以检验是否有漏气，但该方法检验精度低，容易出现漏判现象。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中锂离子电池的封装密封性检测方法精度低，容易出现漏判现象的缺陷，提供了一种不破坏电池结构并且验漏精度高的锂离子电池及其封装检测方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
本发明提供了一种锂离子电池，包括电池壳体和设于所述电池壳体内部的芯包，所述芯包包括正极片、负极片和隔膜，所述正极片与延伸至所述电池壳体外侧的正极极耳电连接，所述负极片与延伸至所述电池壳体外侧的负极极耳电连接，所述电池壳体的内部还设有气囊，所述气囊的内部包含被检气体，所述被检气体为不与电池内物质反应的气体。
本发明中，所述锂离子电池为本领域常规的锂离子电池，较佳地为软包电池；所述软包电池为本领域常规，一般呈扁平状，采用铝塑膜为外壳，芯包被首先封装在绝缘层内，然后再封装在铝塑膜内，当软包电池成型后，一般在中间部分为具有一定厚度的本体部分，电池的一侧为与芯包内电极片电连接的电极极耳。
本发明中，当所述锂离子电池为软包电池时，所述气囊可位于所述电池壳体内部任意位置，较佳地与所述芯包位于同一平面上，更佳地设于所述电池壳体的封装口侧。
本发明中，所述被检气体为不与电池内物质反应的气体，较佳地为氮气、氢气或惰性气体；所述惰性气体较佳地为氦气、氖气、氩气、氪气、氙气或氡气。
本发明中，所述气囊的数量至少为1；当所述气囊的数量大于1时，多个所述气囊较佳地设置于所述电池壳体的同一内侧边上。
本发明中，所述气囊的材质为本领域常规，一般为不与电解液反应的高分子化合物，较佳地为PP(Polypropylene，聚丙烯)、PE(Polyethylene，聚乙烯)、PET(Polyethyleneterephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)和PVC(Polyvinyl chloride，聚氯乙烯)中的一种。
本发明中，所述气囊的形状为常规的球形、圆柱形和方形等几何形状，较佳地为长条形。
本发明中，所述气囊较佳地包括一密封边。
本发明中，所述气囊较佳地包括一破裂口；所述破裂口较佳地设于所述气囊的中部。
本发明中，所述锂离子电池的封装方法为本领域常规，一般包括下述步骤：
(1)铝塑膜冲壳得电池壳体；
(2)将芯包与气囊放入所述电池壳体中，并向所述电池壳体中注入电解液；
(3)真空封装，即可。
其中，步骤(1)中，所述冲壳为本领域常规操作，一般在冲壳阶段控制电池壳体的内部空间与芯包基本一致，以减少后续工艺如真空封装的处理难度；本发明较佳地在所述冲壳时留出额外空间以安置所述气囊，具体操作可按领域常规进行。
步骤(3)中，所述真空封装为本领域常规操作，用于除去电池壳体中的多余气体，防止其影响锂离子电池的稳定工作。
本发明还提供了一种如上所述的锂离子电池的封装检测方法，其包括下述步骤：
(1)挤压电池壳体中气囊所在位置，使所述气囊破裂；
(2)通过气体检测设备检测是否有被检气体逸出，即可。
本发明中，步骤(1)中，所述挤压的方式为本领域常规；为提高效率，一般采用常规的外压提供装置进行，如压力机等。
本发明中，步骤(2)中，所述气体检测设备为本领域常规，本领域技术人员均知根据锂离子电池中的被检气体选择对应的气体检测设备，一般可为便携式气体检测仪，也可采用在线大型仪器检测，例如在线质谱仪，在线气相色谱等。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于：本发明的锂离子电池利用气囊结构使被检气体同时封装于电池内部，然后通过外加压力使气囊破裂，通过对逸出的被检气体的直接检测达到电池封装效果检验的目的，不仅解决了现有锂离子电池密封性检测方法精度低、易漏判的缺陷，气囊结构也不会影响电池的正常安全使用，不会造成电池鼓胀或是爆炸的风险，具有良好的应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例1的锂离子电池俯视结构示意图。
图2为本发明实施例1的芯包和气囊的俯视结构示意图。
图3为本发明实施例1的芯包轴测结构示意图。
图4为本发明实施例1的气囊轴测结构示意图。
图5为本发明实施例1的气囊俯视结构示意图。
图6为本发明实施例2的芯包和气囊的俯视结构示意图。
图7为本发明实施例2的气囊轴测结构示意图。
图8为本发明实施例2的气囊俯视结构示意图。
附图标记说明：
1-电池壳体，2-芯包，3-极耳，4-气囊，5-破裂口，6-密封边。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
如图1～3所示，本实施例提供了一种锂离子电池，包括电池壳体1和设于所述电池壳体1内部的芯包2。所述电池壳体1为方形，由本领域常规铝塑膜冲壳制得；所述芯包2呈扁平状，包括正极片、负极片和隔膜等常规电芯结构，由所述芯包2引出的极耳3(包括正极极耳和负极极耳)位于电池壳体1的外侧，并分别与所述芯包2中的正极片和负极片电连接；所述电池壳体1内部还设有气囊4，所述气囊4设于所述极耳3下方，位于电池壳体1内靠近封装口的侧边上，气囊4内含有被检气体；本实施例中的气囊4形状为长条形，材质为PE，被检气体为氮气。
如图4～5所示，本实施例采用的气囊4包括破裂口5和密封边6，所述破裂口5设于所述气囊4的中部。
本实施例的封装方法包括下述步骤：
(1)铝塑膜冲壳得电池壳体，并在电池壳体内部预留一定空间以容纳芯包和气囊；
(2)将芯包放入所述电池壳体中，并同时将装有氮气的气囊植入电池上部空间，位于电池壳体封装口侧，之后向所述电池壳体中注入电解液；
(3)真空封装，即可。
本实施例的封装检测方法包括下述步骤：
(1)将电池置于真空室内部的压力机上，适度挤压电池壳体中气囊所在位置使气囊破裂，氮气便通过破裂口释放并扩散至电池内部；
(2)通过设于真空室内部的MDA-X-N2型便携式氮气检测仪(购自美达安科技有限公司)检测是否有被检气体逸出，即可；如果检验结果中含有氮气，则判断电池密封不良，如果氮气则为密封良品。
实施例2
本实施例的锂离子电池主要结构与实施例1相同，区别在于：
如图6～8所示，本实施例中，气囊4位于电池壳体1内与封装口垂直的侧边上；气囊4的数量为三，所述气囊4共用一条密封边6以便于设置于芯包的同侧；每个气囊4均包括一破裂口5，所述破裂口5设于所述气囊4的中部。
本实施例的封装方法和封装检测方法与实施例1相同。
需要说明的是，本发明的气囊不局限于实施例1和实施例2中的形状和材质，任何符合说明书要求的形状与材质均可应用；被检气体种类也不局限于氮气，任何不与电池内物质反应的气体均可应用。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种锂离子电池，包括电池壳体和设于所述电池壳体内部的芯包，所述芯包包括正极片、负极片和隔膜，所述正极片与延伸至所述电池壳体外侧的正极极耳电连接，所述负极片与延伸至所述电池壳体外侧的负极极耳电连接；其特征在于，所述电池壳体的内部还设有气囊，所述气囊的内部包含被检气体，所述被检气体为不与电池内物质反应的气体。
2.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池为软包电池。
3.如权利要求2所述的锂离子电池，其特征在于，所述气囊与所述芯包位于同一平面上；较佳地，所述气囊设于所述电池壳体的封装口侧。
4.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述被检气体为氮气、氢气或惰性气体；所述惰性气体为氦气、氖气、氩气、氪气、氙气或氡气。
5.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述气囊的数量至少为1；较佳地，当所述气囊的数量大于1时，多个所述气囊设置于所述电池壳体的同一内侧边上。
6.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述气囊的材质为PP、PE、PET和PVC中的一种。
7.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述气囊的形状为长条形。
8.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述气囊包括一密封边。
9.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述气囊包括一破裂口，所述破裂口设于所述气囊的中部。
10.一种如权利要求1～9任一项所述的锂离子电池的封装检测方法，其特征在于，其包括下述步骤：
(1)挤压电池壳体中气囊所在位置，使所述气囊破裂；
(2)通过气体检测设备检测是否有被检气体逸出，即可。
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