CN108241127A - 一种锂电池的安全性检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于锂电池领域，尤其涉及一种锂电池的安全性检测方法，包括以下步骤：将电池充满电，电池电压达到电池材料体系的上限电压；将电池放置在真空箱内；将真空箱升温，抽真空，保持一定时间；检查电池的温度和外观。本发明为非破坏性的检测方法，操作简单、方便，检测过程安全。
Description
技术领域
本发明属于锂电池领域，尤其涉及一种锂电池的安全性检测方法。
背景技术
锂电池作为一种高效能、环保的电源存储媒介，已经深入应用到各种电子产品、电动工具和交通设施中。但是，随着其应用范围的逐渐扩大，且单个锂电池的体积能量密度越来越高，容量越来越大，越来越多的锂电池爆炸事故的报道，其安全性能越来越受到人们的关注。
市场上18650锂电池一般主材正极采用镍钴锰酸锂，负极采用石墨，电池在制作过程中因各种加工控制不足，管控不到位等因素，存在电池金属屑、正极耳反折等隐患，隐患一经形成，会对电池产生安全隐患，严重情况下会出现冒烟着火、甚至爆炸。
传统的锂电池安全性检测方法，以电池的理化指标检测为主，操作过程复杂。申请号为201510480741.9的中国专利，公开了一种锂电池安全性的检测方法，该方法包括向锂电池传递一非破坏性的检测超音波信号，穿透及反射于该锂电池中，对锂电池进行充放电判断，建立模型并三维仿真，判断锂电池的安全性。
本发明提供一种电池的安全性检测方法，操作简单、方便，检测过程安全。
发明内容
本发明提供一种电池的安全性检测方法，将电池充满电后，在一定的温度和负压条件下，保持一定时间，若电池有温度升高或外观变化，则判断电池为不合格。
本发明提供一种锂电池的安全性检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将电池充满电，电池电压达到电池材料体系的上限电压；
S2：将电池放置在真空箱内；
S3：将真空箱升温，抽真空，保持一定时间；
S4：检查电池的温度和外观。
若电池温度升高，电池温度高于设定的真空箱温度，或电池外观异常，则判断该电池为不合格。
本发明提供的锂电池的安全性检测方法，可以在电池生产工艺中检测使用。例如，可以在电池生产化成工艺之后检测使用，也可以在电池生产化成、老化工艺之后检测使用，也可以在电池生产化成、常温老化、振动工艺之后使用。
本发明提供的锂电池的安全性检测方法，也可以对已经出厂的成品电池使用。
本发明的检测方法，属于锂电池的正常耐受性检测，不会对电池的正常使用造成损害，不会影响电池的使用性能。
本发明步骤S1中电池充电优选为小电流充电，可以为电池化成充电。
本发明步骤S1中电池电压，可以为4.2V（伏）。
本发明步骤S2中电池在真空箱的放置方式优选为倒立放置，为相对于电池正常使用时放置的倒立。可以为电池负极朝上，电池正极朝下。
本发明步骤S3中真空箱温度为30摄氏度到80摄氏度，优选为35摄氏度到60摄氏度，更优选为40摄氏度到50摄氏度。
真空箱内温度过低，则电池内活性物质反应不活泼，隐患电池不能及时发现，达不到检测的效果。
真空箱内温度过高，则会对电池内部产生隐患，可能会对电池产生破坏性的伤害，电池内的电解液、隔膜等会因为温度过高，产生不可逆的化学反应或损害。
本发明步骤S3中真空箱的真空度为-0.06 MPa（表压）到-0.09MPa（表压），优选为-0.07 MPa（表压）到-0.08MPa（表压），更优选为-0.075 MPa（表压）到-0.085MPa（表压）。
真空箱内负压不足，则对电池产生的作用力不强，达不到检测的效果。
真空箱内负压过大，则有可能会将电池的盖帽CID（电流切断装置）翻转，使电池断路，对电池造成损害。
本发明步骤S3中保持的时间为5分钟到48小时，优选为10分钟到10小时，更优选为20分钟到3小时。
本发明步骤S4中检测温度为，打开真空箱，取出电池，立即检测电池的温度。
本发明的锂电池，优选为型号18650电池。
本发明锂电池的安全性检测方法，可以将多个锂电池同时放置在一个真空箱内检测。
若电池温度相比于设定的真空箱温度有升高，则电池内部发生了故障，有可能为短路等，判断该电池为不合格。
若电池盖帽有熔化、发黑现象，则电池内部发生了故障，有可能为短路等，判断该电池为不合格。
若电池外观有变化，如有漏液、体积膨胀、部分变形，则可判断电池不合格。
电池在充满电后，电池电压达到该材料体系的上限电压，电池内部活性物通过正、负极锂离子的得失等，极片、卷芯处于膨胀状态，隔膜处于收缩状态。将电池放置在真空箱内，将真空箱进行升温,此时电池因制作过程中存在的隐患点开始暴露（因极片、卷芯膨胀，隔膜收缩），一旦电池内部发生安全问题，在真空条件下（缺氧），电池本身不存在燃烧及着火的隐患，隐患电池最多会温度升高及熔焦，不会出现在空气中类似的冒烟、着火、爆炸等安全事故。
电池在真空条件下，处于负压状态，相当于整体对电池产生一个外加的力，电池整体处于“收缩”状态。电池一旦有安全隐患，在此条件下更容易被暴露，可以将问题电池在公司内部暴露，减少了隐患电池流入到客户处的机会。
本发明锂电池的安全性检测方法，电池在真空箱倒立放置，电池负极朝上，电池正极朝下。
依靠电池自身的重力，压住正极耳，减少因为放置时人工的操作而损伤电池。
本发明的电池若因为制作过程中的缺陷，存在金属屑、正极耳反折，则在本发明的检测方法下，电池会因为内部短路而温度升高，被检测出来，判断为不合格。
本发明的电池若因为制作过程中的缺陷，电池封口密封不牢、不严，则在本发明的检测方法下，会有电解液渗漏出来，从外观上被观察到，判断为不合格。
本发明的电池若因为制作过程中的缺陷，极片、卷芯质量不合格，则电池盖帽会熔胶、发黑，在外观上被观察到，判断为不合格。
本发明的电池若因为制作过程中的缺陷，隔膜质量不合格，则电池会温度升高、外观变形，判断为不合格。
有益效果
1.本发明为非破坏性的检测方法，不会对电池的正常使用造成损害，不会影响电池的使用性能。
2.本发明的检测方法，操作简单、方便，设备简单，投资少。
3.本发明的检测方法，能将隐患电池在生产线上就及时检测出来，防止不合格产品流入市场，危害公众安全。
4.本发明的检测方法，检测过程安全，即使电池存在隐患，在真空箱内，因为缺少氧气，也不会燃烧或爆炸，减少相应的安全损失。
5.本发明的检测方法，能及时有效地检测出电池内部的多种隐患，适用性好。
具体实施方式
下面将对本发明的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种锂电池的安全性检测方法，包括以下步骤：
S1：将电池充满电，电池电压达到电池材料体系的上限电压；
S2：将电池放置在真空箱内；
S3：将真空箱升温，抽真空，保持一定时间；
S4：检查电池的温度和外观。
将锂电池按照所述方法检测，电池温度升高、电池外观异常，判断该产品为不合格产品。
实施例2
一种锂电池的安全性检测方法，包括以下步骤：
S1：将电池小电流充电，充满电，电池电压达到电池材料体系的上限电压4.2V；
S2：将电池倒立放置在真空箱内，电池负极朝上，电池正极朝下；
S3：将真空箱升温，抽真空，保持温度40摄氏度、真空度-0.075 MPa（表压），保持20分钟时间；
S4：打开真空箱，取出电池，立即检测电池的温度和检查电池的外观。
将锂电池按照所述方法检测，电池温度高于设定的真空箱温度2摄氏度，判断该产品为不合格产品。
实施例3
一种锂电池的安全性检测方法，包括以下步骤：
S1：将电池化成，小电流充电，充满电，电池电压达到电池材料体系的上限电压4.2V；
S2：将电池倒立放置在真空箱内，电池负极朝上，电池正极朝下；
S3:将真空箱升温，抽真空，保持温度50摄氏度、真空度-0.085 MPa（表压），保持3小时时间；
S4：打开真空箱，取出电池，立即检测电池的温度和检查电池的外观。
将型号为18650的锂电池按照所述方法检测，电池温度升高，电池温度高于设定的真空箱温度1摄氏度，有漏液，判断该产品为不合格产品。
实施例4
一种锂电池的安全性检测方法，包括以下步骤：
S1：将电池经化成工艺、常温老化工艺、振动工艺后，对电池小电流充电，充满电，电池电压达到电池材料体系的上限电压4.2V；
S2：将电池放置在真空箱内，电池负极朝上，电池正极朝下；
S3：将真空箱升温，抽真空，保持温度45摄氏度、真空度-0.08 MPa（表压），保持2小时时间；
S4：打开真空箱，取出电池，立即检测电池的温度和检查电池的外观。
将锂电池按照所述方法检测，电池温度升高、电池温度高于设定的真空箱温度，或电池有漏液、体积膨胀、部分变形、熔化、熔胶或发黑，判断该产品为不合格产品。
实施例5
一种锂电池的安全性检测方法，包括以下步骤：
S1：将电池小电流充电，充满电，电池电压达到电池材料体系的上限电压4.2V；
S2：将电池倒立放置在真空箱内，电池负极朝上，电池正极朝下；
S3：将真空箱升温，抽真空，保持温度30摄氏度、真空度-0.09 MPa（表压），保持48小时时间；
S4：打开真空箱，取出电池，立即检测电池的温度和检查电池的外观。
将型号为18650的锂电池按照所述方法检测，电池温度升高，电池温度高于设定的真空箱温度5摄氏度、电池盖帽熔胶、发黑，判断该产品为不合格产品。
实施例6
一种锂电池的安全性检测方法，包括以下步骤：
S1：将电池小电流充电，充满电，电池电压达到电池材料体系的上限电压4.2V；
S2：将电池倒立放置在真空箱内，电池负极朝上，电池正极朝下；
S3：将真空箱升温，抽真空，保持温度80摄氏度、真空度-0.06 MPa（表压），保持5分钟时间；
S4：打开真空箱，取出电池，立即检测电池的温度和检查电池的外观。
将锂电池按照所述方法检测，电池温度升高，电池温度高于设定的真空箱温度3摄氏度、有漏液，判断该产品为不合格产品。
实施例7
一种锂电池的安全性检测方法，包括以下步骤：
S1：将电池小电流充电，充满电，电池电压达到电池材料体系的上限电压4.2V；
S2：将电池倒立放置在真空箱内，电池负极朝上，电池正极朝下；
S3：将真空箱升温，抽真空，保持温度35摄氏度、真空度-0.07 MPa（表压），保持2小时时间；
S4：打开真空箱，取出电池，立即检测电池的温度和检查电池的外观。
将已经出厂的成品型号为18650的锂电池按照所述方法检测，电池体积膨胀、有漏液，判断该产品为不合格产品。
实施例8
一种锂电池的安全性检测方法，包括以下步骤：
S1：将电池小电流充电，充满电，电池电压达到电池材料体系的上限电压4.2V；
S2：将电池倒立放置在真空箱内，电池负极朝上，电池正极朝下；
S3：将真空箱升温，抽真空，保持温度60摄氏度、真空度-0.07 MPa（表压），保持1小时时间；
S4：打开真空箱，取出电池，立即检测电池的温度和检查电池的外观。
将多个型号为18650的锂电池按照所述方法检测，电池温度升高、电池温度高于设定的真空箱温度的电池，或电池外观有变化，如有漏液、体积膨胀、部分变形、熔化、熔胶或发黑，判断该个产品为不合格产品。
实施例9
一种锂电池的安全性检测方法，包括以下步骤：
S1：将电池小电流充电，充满电，电池电压达到电池材料体系的上限电压4.2V；
S2：将电池倒立放置在真空箱内，电池负极朝上，电池正极朝下；
S3:将真空箱升温，抽真空，保持温度43摄氏度到47摄氏度、真空度-0.075 MPa（表压）到-0.085 MPa（表压），保持1小时时间；
S4：打开真空箱，取出电池，立即检测电池的温度和检查电池的外观。
将型号为18650的锂电池按照所述方法检测，电池温度升高、电池温度高于设定的真空箱温度的电池或电池外观有变化，如有漏液、体积膨胀、部分变形、熔化、熔胶或发黑，判断该个产品为不合格产品。
实施例10
一种锂电池的安全性检测方法，包括以下步骤：
S1：将电池小电流充电，充满电，电池电压达到电池材料体系的上限电压4.2V；
S2：将电池倒立放置在真空箱内，电池负极朝上，电池正极朝下；
S3:将真空箱升温，抽真空，保持温度40摄氏度到50摄氏度、真空度-0.075 MPa（表压）到-0.085 MPa（表压），保持1小时时间；
S4：打开真空箱，取出电池，立即检测电池的温度和检查电池的外观。
将型号为18650的锂电池按照所述方法检测，电池温度升高或电池外观有变化，如有漏液、体积膨胀、部分变形、熔胶或发黑，判断该个产品为不合格产品。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种锂电池的安全性检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将电池充满电，电池电压达到电池材料体系的上限电压；
S2：将电池放置在真空箱内；
S3：将真空箱升温，抽真空，保持一定时间；
S4：检查电池的温度和外观。
2.根据权利要求1所述的锂电池的安全性检测方法，其特征在于，所述步骤S2中电池为倒立放置，电池负极朝上，电池正极朝下。
3.根据权利要求2所述的锂电池的安全性检测方法，其特征在于，所述步骤S3中真空箱温度为30摄氏度到80摄氏度。
4.根据权利要求3所述的锂电池的安全性检测方法，其特征在于，所述步骤S3中真空箱的真空度为-0.06 MPa（表压）到-0.09MPa（表压）。
5.根据权利要求4所述的锂电池的安全性检测方法，其特征在于，所述步骤S3中保持的时间为5分钟到48小时。
6.根据权利要求2所述的锂电池的安全性检测方法，其特征在于，所述步骤S3中真空箱温度为40摄氏度到50摄氏度；所述步骤S3中真空箱的真空度为-0.075 MPa（表压）到-0.085MPa（表压）；所述步骤S3中保持的时间为20分钟到3小时。
7.根据权利要求5所述的锂电池的安全性检测方法，其特征在于，所述步骤S1中电池充电为电池化成小电流充电，电池电压达到4.2V（伏）。
8.根据权利要求1至7任一项所述的锂电池的安全性检测方法，其特征在于，所述步骤S4中电池温度高于设定的真空箱温度或电池外观有变化，则判定所述电池不合格。
9.根据权利要求8所述的锂电池的安全性检测方法，其特征在于，所述电池外观变化包括下列特征至少其中之一：电池有漏液、电池体积膨胀、电池部分变形、电池盖帽有熔化、电池盖帽有溶胶、电池盖帽发黑。
10.根据权利要求9所述的锂电池的安全性检测方法，其特征在于，所述锂电池为型号18650的锂电池。
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