CN108982027B - 一种锂电池气密性检验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种锂电池气密性检验方法，主要解决现有锂电池气密性检验装置检测效率和准确率低下的问题。本发明通过采用一种锂电池气密性检验装置，包括框架，还包括有装设于框架上的电控箱、装设于电控箱上方框架内框上的照明灯、装设于电控箱下方的光栅尺、分别装设于电控箱两侧的单检测工位、装设于电控箱后侧的供真空机构以及装设于供真空机构后侧的供氦气机构，所述电控箱电性连接光栅尺、单检测工位、照明灯、供氦气机构和供真空机构，所述单检测工位设有两台，分别为单检测工位一和单检测工位二的技术方案，较好地解决了该问题，可作为锂电池的气密性检验。
Description
技术领域
本发明涉及一种锂电池气密性检验方法。
背景技术
前期，锂电池行业多采用正压气泡检漏法，该种检测方法容易导致电池壳体发生难以恢复的形变，尤其对于金属壳体锂离子并不适用，检测效率和准确率低下，氦质谱检漏仪精度最高，在密封性要求严格的产品应用甚广，但是对检测管路的密封性和工装夹具也求较高。工作原理：为了防止电池表面因玷污水汽等杂质而导致性能退化，就必须采用管壳来密封。但是在管壳的封接处或者引线接头处往往会因为各种原因而产生一些肉眼难以发现的小洞，所以在元器件封装之后，就需要采取某些方法来检测这些小洞的存在与否。氦气检漏就是采用氦气来检查电池封装管壳上的小漏洞。因氦原子的尺寸很小，容易穿过小洞而进入到管壳内部。首先把封装好的元器件放入充满氦气的容器中，并加压，让氦气通过小洞而进入管壳中；然后取出，并用压缩空气吹去管壳表面的残留氦气；接着采用质谱仪来检测管壳外表所漏出的氦气。在锂电池行业，产品密封不良会导致电池性能严重下降、电解液渗漏、电池鼓胀甚至爆炸等严重后果，致使产品信誉严重受损，因此，锂离子电池密封性的优劣至关重要。同时锂电池气密性检验装置检测效率和准确率低下。
又如中国专利文献CN 204578358 U本实用新型公开了锂电池气密性检测装置，包括检测单元，所述检测单元包括用于放置待检测锂电池的支撑底板和支撑底板上竖直放置的支撑架，所述支撑架上设置有沿竖直方向导向移动的支撑平台，所述支撑平台上设置有测试结构，所述测试结构包括用于使其上连接的测试件与待测锂电池密封压紧配合的测试气缸，所述支撑架上设置有沿竖直方向延伸的导轨，所述支撑平台滑动转配于所述导轨上，所述导轨上设置有用于在支撑平台移动到位后在支撑平台的导向移动方向上将所述支撑平台与导轨限位固定在一起的锁止结构。该锂电池气密性检测装置准确率低下。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有锂电池气密性检验装置检测效率和准确率低下的问题，提供一种新的锂电池气密性检验装置。使用该锂电池气密性检验装置能够解决锂电池气密性检验装置检测效率和准确率低下的问题。本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的锂电池气密性检验装置的检测方法。
为解决上述技术问题之一本发明采用的的技术方案如下：本发明通过采用一种锂电池气密性检验装置，包括框架，还包括有装设于框架上的电控箱、装设于电控箱上方框架内框上的照明灯、装设于电控箱下方的光栅尺、分别装设于电控箱两侧的单检测工位、装设于电控箱后侧的供真空机构以及装设于供真空机构后侧的供氦气机构，所述电控箱电性连接光栅尺、单检测工位、照明灯、供氦气机构和供真空机构，所述单检测工位设有两台，分别为单检测工位一和单检测工位二，所述供真空机构分别通过进气管路与对应的单检测工位的真空进气口连接，所述供氦气机构分别通过进气管路与对应的单检测工位的氦气进气口连接。
优选地，所述两台单检测工位均包括立柱，立柱通过螺栓固定在夹具底板上，夹具底板通过螺栓固定在检测工位支架上方，所述立柱左右两侧分别装有滑轨、滑块，所述立柱顶部设有气缸，气缸通过气缸固定块固定，所述气缸的活塞杆末端设有螺纹，活塞杆穿入气缸连接头的连接口与气缸连接头固定连接，所述气缸连接接头穿过气缸连接板的中心孔与气缸连接板连接，并通过锁紧螺母固定锁紧，所述气缸连接板固定在滑块上，滑块表面固定连接板，所述连接板表面通过螺栓分别固定上密封罩固定块和下密封罩固定块，上密封罩固定块和下密封罩固定块将真空罩固定在其中，真空罩顶部设有上罩封板，真空罩内部设有压紧活塞，压紧活塞底部设有压头。
更优选地，所述立柱上还设有缓冲器，缓冲器通过缓冲器固定块固定在立柱上。
优选地，所述两台单检测工位均还包括工件定位块，工件定位块通过螺栓固定在夹具底板上方，工件定位块底部装有真空进气口，侧面装有氦气进气口。
优选地，所述供氦气机构包括依次通过气管连接的气源处理器、电磁阀一、电磁阀二、气罐、二位三通电磁阀、分气块一、分气块二、二位三通电磁阀二、管路连接件一、调压器一、调压器二及管路连接件二、二位三通电磁阀三以及分气块三，分气块三将氦气分别分配到检测工位一供氦气进气管路和检测工位二供氦气进气管路，所述电磁阀一和电磁阀二分别固定在对应的阀座上，所述二位三通电磁阀一、二位三通电磁阀二和二位三通电磁阀三上均设有两个电磁阀三，所述管路连接件一和管路连接件二上均设有对应球阀。
优选地，所述供真空机构包括真空泵、检漏仪、过滤器和真空压力表，所述真空泵设有三台分别为真空泵一、真空泵二和真空泵三，三台泵形成两用一备用的切换态，所述三台真空泵的进气口均连接供气管，供气管上设有过滤器，所述真空泵一的出气口通过出气管路连接检漏仪进气端，出气管路上设有气动单作用球阀，所述检漏仪出气端分别与分配块一、分配块二连接，所述分配块一一端连接真空压力表一，另一端连接检测工位一供真空进气管路，所述分配块二一端连接真空压力表二，另一端连接检测工位二供真空进气管路，所述真空泵二通过真空泵二出气管分别与分配块一和分配块二连接，所述分配块一和分配块二分别与压缩空气进气管连接。
为解决上述技术问题之二本发明采用的技术方案如下：
一种锂电池气密性检验装置的检验方法，包括以下步骤：
步骤一：人工将电池工件放入工件定位块中，放置完成后，人工操作按钮操作盒启动按钮，气缸活塞杆下行使得真空罩下压至工件定位块端面的O型密封圈三上，对电池工件形成一个密封的腔体；
步骤二：对形成的密封腔体进行加压；
步骤三：加压一定时间后，二位三通电磁阀一失电复位，管路断开，真空泵二启动，使密封腔体内形成负压，一定时间后，再重复第二步的动作，动作两次之后；
步骤四：真空泵一打开，气动单作用球阀打开，通过检漏仪对电池工件壳体的小漏洞进行检验；
步骤五：关闭真空泵一，关闭气缸，人工取出电池工件，各机构复位。
本发明通过气缸带动真空罩向下运动，对电池工件形成一个密封的腔体；本发明通过设置缓冲器，缓冲器对气缸向下运行过程中到达指定位置有一个缓冲作用，避免硬性接触；本发明通过供氦气机构，对形成的密封腔体进行充氦气；本发明通过供真空机构，密封腔体内形成负压；本发明通过真空泵一和检漏仪，对电池工件壳体的小漏洞进行检查；本发明通过设置两个单检测工位，分别为单检测工位一和单检测工位二，因此可实现同时对两个锂电池进行测试，也可只驱动一个单检测工位动作从而只对一个锂电池进行测试。
附图说明
图1为本发明一种锂电池气密性检验装置示意图；
图2为图1的侧视图；
图3为图1的单检测工位示意图；
图4为图3的侧视剖面图；
图5为图4中A处的局部剖视图；
图6为图1的供氦气机构示意图；
图7为图6的顶视图；
图8为图1的供真空机构示意图；
图9为图8的顶视图。
附图中：
1、框架 2、电控箱 3、光栅尺
4、单检测工位 5、照明灯 6、供氦气机构
7、供真空机构 8、检测工位支架 9、按钮操作盒
10、底板 11、立柱 12、缓冲器固定块
13、缓冲器 14、滑轨 15、滑块
16、气缸 17、气缸固定块 18、气缸连接接头
19、气缸连接板 20、锁紧螺母 21、连接板
22、上罩封板 23、O型密封圈一 24、上密封罩固定块
25、O型密封圈二 26、压紧活塞 27、压头
28、下密封罩固定块 29、真空罩 30、气动单作用球阀
31、供气管路 32、过滤器 33、检漏仪进管路
34、检漏仪 35、真空压力表一 36、分配块一
37、真空压力表二 38、分配块二 39、真空泵一
40、真空泵二 41、真空泵三 42、真空泵二出气管
43、检测工位一真空进气管 44、检测工位二真空进气管 45、球阀
46、管路连接件一 47、调压器一 48、调压器二
49、管路连接件二 50、气源处理器 51、阀座
52、电磁阀一 53、电磁阀二 54、二位三通电磁阀一
55、二位三通电磁阀二 56、二位三通电磁阀三 57、气罐
58、分气块一 59、分气块二 60、分气块三
61、检测工位一供氦气进气管 62、检测工位二供氦气进气管 63、工件定位块
64、电池工件 65、O型密封圈三 66、O型密封圈四
67、氦气进气口 68、真空进气口 69、压缩空气进气管
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
如图1、2所示，一种锂电池气密性检验装置，包括框架1，还包括有装设于框架1上的电控箱2、装设于电控箱2上方框架内框上的照明灯5、装设于电控箱2下方的光栅尺3、分别装设于电控箱2两侧的单检测工位4、装设于电控箱2后侧的供真空机构7以及装设于供真空机构7后侧的供氦气机构6，所述电控箱2电性连接光栅尺3、单检测工位4、照明灯5、供氦气机构6和供真空机构7，所述供真空机构7通过进气管路与单检测工位4的真空进气口69连接，所述供氦气机构6通过进气管路与单检测工位4的氦气进气口68连接，所述电控箱2包括与其相连接的按钮控制盒9。所述光栅尺3用于检测单检测工位4上下移动的距离是否到位，以确保单检测工位4检测的准确性。本实施例中设置两个单检测工位4，分别为单检测工位一和单检测工位二，因此可实现同时对两个锂电池进行测试，也可只驱动一个单检测工位动作从而只对一个锂电池进行测试。
如图3、4、5所示，所述两个单检测工位4均包括立柱11通过螺栓固定在底板10上，底板10通过螺栓固定在检测工位支架8上方，所述立柱11左右两侧分别装有滑轨14、滑块15，所述立柱11顶部设有气缸16，气缸16通过气缸固定块17固定，所述气缸16的活塞杆末端设有螺纹，活塞杆穿入气缸连接头18的连接口与气缸连接头18固定连接，所述气缸连接接头18穿过气缸连接板19的中心孔与气缸连接板19连接，并通过锁紧螺母20固定锁紧，所述气缸连接板19固定在滑块15上，滑块15表面固定连接板21，所述连接板21表面通过螺栓分别固定上密封罩固定块24和下密封罩固定块28，上密封罩固定块24和下密封罩固定块28将真空罩29固定在其中，真空罩29顶部设有上罩封板22，真空罩29内部设有压紧活塞26，压紧活塞26底部设有压头27。所述立柱11上还设有缓冲器13，缓冲器13通过缓冲器固定块12固定在立柱11上。所述单检测工位4还包括工件定位块64，工件定位块64通过螺栓固定在底板10上方，工件定位块64底部装有真空进气口69，侧面装有氦气进气口68。
如图6、7所示，所述供氦气机构6包括依次通过气管连接的气源处理器50、电磁阀一52、电磁阀二53、气罐57、二位三通电磁阀一54、分气块一58、分气块二59、二位三通电磁阀二55、管路连接件一46、调压器一47、调压器二48及管路连接件二49、二位三通电磁阀三56以及分气块三60，分气块三60将氦气分别分配到检测工位一供氦气进气管61和检测工位二供氦气进气管62，所述电磁阀一52和电磁阀二53分别固定在对应的阀座上，所述管路连接件一46和管路连接件二49上均设有对应球阀45。
如图8、9所示，所述供真空机构7包括真空泵、检漏仪34、过滤器32和真空压力表，所述真空泵设有三台分别为真空泵一39、真空泵二40和真空泵三41，三台泵形成两用一备用的切换态，所述三台真空泵的进气口均连接供气管31，供气管31上设有过滤器32，所述真空泵一39的出气口通过检漏仪进管路33连接检漏仪34进气端，检漏仪进管路33上设有气动单作用球阀30，所述检漏仪34出气端分别与分配块一36、分配块二36连接，所述分配块一36一端连接真空压力表一35，另一端连接检测工位一供真空进气管43，所述分配块二38一端连接真空压力表二37，另一端连接检测工位二供真空进气管路44，所述真空泵二40通过真空泵二出气管42分别与分配块一36和分配块二38连接，所述分配块一36和分配块二38分别与压缩空气进气管69连接。
一种锂电池气密性检验装置的检验方法，包括如下步骤：
步骤一：人工将电池工件64放入工件定位块63中，放置完成后，人工操作按钮操作盒9启动按钮，气缸16活塞杆下行使得真空罩29下压至工件定位块63端面的O型密封圈三65上，对电池工件64形成一个密封的腔体；
步骤二：对形成的密封腔体进行加压；
步骤三：加压一定时间后，二位三通电磁阀一54失电复位，管路断开，真空泵二40启动，使密封腔体内形成负压，一定时间后，再重复第二步的动作，动作两次之后；
步骤四：真空泵一39打开，气动单作用球阀30打开，通过检漏仪34对电池工件64壳体的小漏洞进行检验；
步骤五：关闭真空泵一39，关闭气缸16，人工取出电池工件64，各机构复位。
工作原理：人工将电池工件64放入工件定位块63中，放置完成后，人工操作按钮操作盒9启动按钮，气缸16活塞杆下行，由于气缸16活塞杆末端通过气缸连接接头18与气缸连接板19固定连接，气缸连接板19与连接板21固定连接，真空罩29通过上密封罩固定块24和下密封罩固定块28固定在连接板21上，因此气缸活塞杆16下行，真空罩29随之向下运动，到达指定位置，气缸16活塞杆以及气缸连接接头18接触到缓冲器13，缓冲器13对气缸16向下运行过程中到达指定位置有一个缓冲作用，避免硬性接触。此时真空罩29罩在电池工件64的外面，并且与工件定位块63端面紧密接触，压到工件定位块63端面的O型密封圈三65上，对电池工件64形成一个密封的腔体。对形成的密封腔体进行充氦气，此时，二位三通电磁阀一54通电工作形成通路，气罐58内的氮气依次通过分气块一58、分气块二59、二位三通电磁阀二55、调压器一47、调压器二48、二位三通电磁阀三56和分气块三60，然后通过分气块三60将氦气分别分配到检测工位一供氦气进气管路61和检测工位二供氦气进气管路62，最后通过相对应的氦气进气口67，此时氦气通过工件定位块63底部的小孔进入到密封的腔体内，对腔体进行加压。加压一定时间后，二位三通电磁阀一54失电复位，管路断开，真空泵二40启动，使得真空通过过滤器过滤后进入供气管路内，再通过真空泵二出气管42将真空分别分配到分配块一36和分配块二38，然后将真空输出至检测工位一真空进气管43和检测工位二真空进气管44，最后真空通过对应的真空进气口68输送到密封腔体，由此密封腔体内形成负压。一定时间后，再重复第二步的动作，动作两次之后。真空泵一39打开，气动单作用球阀30打开，通过检漏仪34，输出氦气至检测工位一真空进气管43以及检测工位二真空进气管44，进入相对应的检测工位一和检测工位二，对电池工件64壳体的小漏洞进行检查。该原理采用氦气来检查电池工件64外壳体的小漏洞，因氦原子的尺寸很小，容易穿过小洞而进入到管壳内部。将电池工件64放入充满氦气的密封腔体中，并加压，让氦气通过小洞而进入管壳中；通过检漏仪34对电池工件64壳体进行检验，如果遇到电池工件64有漏洞的，相应检测工位将进行报警。
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本发明，但是本发明不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本发明精神和范围内，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
Claims (1)
1.一种基于锂电池气密性检验方法，包括如下步骤:
步骤一:人工将电池工件(64)放入工件定位块(63)中，放置完成后，人工操作按钮操作盒(9)启动按钮，气缸(16)活塞杆下行使得真空罩(29)下压至工件定位块(63)端面的0型密封圈三(65)上，对电池工件(64)形成一个密封的腔体:
步骤二:对形成的密封腔体进行加压；
步骤三:加压一定时间后，二位三通电磁阀一(654)失电复位，管路断开，真空泵二(40)启动，使密封腔体内形成负压，一定时间后，再重复第二步的动作，动作两次之后；
步骤四:真空泵一(39)打开，气动单作用球阀(30)打开，通过检漏仪(34)对电池工件(64)壳体的小漏洞进行检验；
步骤五:关闭真空泵一(39),关闭气缸(16)，人工取出电池工件(64)，各机构复位；
该方法的工作原理为：人工将电池工件(64)放入工件定位块(63)中，放置完成后，人工操作按钮操作盒(9)启动按钮，气缸(16)活塞杆下行，由于气缸(16)活塞杆末端通过气缸连接接头(18)与气缸连接板(19)固定连接，气缸连接板(19)与连接板(21)固定连接，真空罩(29)通过上密封罩固定块(24)和下密封罩固定块(28)固定在连接板(21)上，因此气缸活塞杆(16)下行，真空罩(29)随之向下运动，到达指定位置，气缸(16)活塞杆以及气缸连接接头(18)接触到缓冲器(13)，缓冲器(13)对气缸(16)向下运行过程中到达指定位置有一个缓冲作用，避免硬性接触；此时真空罩(29)罩在电池工件(64)的外面，并且与工件定位块(63)端面紧密接触，压到工件定位块(63)端面的O型密封圈三(65)上，对电池工件(64)形成一个密封的腔体；对形成的密封腔体进行充氦气，此时，二位三通电磁阀一(54)通电工作形成通路，气罐(58)内的氮气依次通过分气块一(58)、分气块二(59)、二位三通电磁阀二(55)、调压器一(47)、调压器二(48)、二位三通电磁阀三(56)和分气块三(60)，然后通过分气块三(60)将氦气分别分配到检测工位一供氦气进气管路(61)和检测工位二供氦气进气管路(62)，最后通过相对应的氦气进气口(67)，此时氦气通过工件定位块(63)底部的小孔进入到密封的腔体内，对腔体进行加压；加压一定时间后，二位三通电磁阀一(54)失电复位，管路断开，真空泵二(40)启动，使得真空通过过滤器过滤后进入供气管路内，再通过真空泵二出气管(42)将真空分别分配到分配块一(36)和分配块二(38)，然后将真空输出至检测工位一真空进气管(43)和检测工位二真空进气管(44)，最后真空通过对应的真空进气口(68)输送到密封腔体，由此密封腔体内形成负压；一定时间后，再重复第二步的动作，动作两次之后；真空泵一(39)打开，气动单作用球阀(30)打开，通过检漏仪(34)，输出氦气至检测工位一真空进气管(43)以及检测工位二真空进气管(44)，进入相对应的检测工位一和检测工位二，对电池工件(64)壳体的小漏洞进行检查；该原理采用氦气来检查电池工件(64)外壳体的小漏洞，因氦原子的尺寸很小，容易穿过小洞而进入到管壳内部；将电池工件(64)放入充满氦气的密封腔体中，并加压，让氦气通过小洞而进入管壳中；通过检漏仪(34)对电池工件(64)壳体进行检验，如果遇到电池工件(64)有漏洞的，相应检测工位将进行报警。
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