CN109186883A - 一种方形锂离子电池气密检测系统和方法 - Google Patents

一种方形锂离子电池气密检测系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出的一种方形锂离子电池气密检测系统，包括：真空源和一条或多条测试支路；每一条测试支路均设有一个对应的主路阀门，所有主路阀门依次串联连接在真空源的输入端；测试支路包括支路阀门、气罐、第一气压传感器、电池夹具和第二气压传感器；气罐通过支路阀门连接电池夹具，支路阀门与电池夹具之间设有支路节点；各测试支路均通过支路节点连接对应的主路阀门，并位于主路阀门远离真空源的一端。本发明中，支路阀门导通的状态下，气罐与电池夹具上安装的测试电池内部的气压平衡，相当于通过气罐扩充了测试电池内部的空气存储空间，从而有利于提高电池测试的灵敏度。

Description

一种方形锂离子电池气密检测系统和方法
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种方形锂离子电池气密检测系统和方法。
背景技术
方形铝壳锂离子电池作为最常见的锂离子电池，被广泛利用在新能源的各个领域。随着锂离子电池的不断发展，锂离子电池在制造过程的检测手段也不断完善。锂离子电池的气密检测是锂离子电池制造过程中最重要的检测项之一。目前，锂离子电池的气密检测的通用方法是检测锂离子电池的真空泄露量，锂离子电池的真空泄漏量的方法通常需要较长的测试时间，会导致产能的降低；另一方面这种气密检测方法对锂离子电池的原材料非常敏感，在锂离子电池更换材料后，同样的测试方法通常会造成大量的误判，而且气密检测的调试工作十分繁琐。在锂离子电池材料飞速发展的现在，急需一种方便、简单、通用的气密测试方法。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种方形锂离子电池气密检测系统和方法。
本发明提出的一种方形锂离子电池气密检测系统，包括：真空源和一条或多条测试支路；
每一条测试支路均设有一个对应的主路阀门，所有主路阀门依次串联连接在真空源的输入端；
测试支路包括支路阀门、气罐、第一气压传感器、电池夹具和第二气压传感器；第一气压传感器与气罐连接，用于检测气罐的气压；电池夹具用于安装测试电池，第二气压传感器与电池夹具连接，用于安装在电池夹具上的测试电池的内部气压；
气罐通过支路阀门连接电池夹具，支路阀门导通的状态下，气罐与电池夹具上安装的测试电池的气孔相连通；支路阀门与电池夹具之间设有支路节点；各测试支路均通过支路节点连接对应的主路阀门，并位于主路阀门远离真空源的一端；支路节点与支路阀门、电池夹具上安装的测试电池内部以及相连接的主路阀门均导通。
优选的，主路阀门和支路阀门均采用电磁阀。
优选的，还包括控制模块，控制模块分别连接主路阀门、支路阀门、第一气压传感器和第二气压传感器，控制模块用于控制主路阀门和支路阀门工作，并用于根据获取的第一气压传感器的检测值和第二气压传感器的检测值判断检测电池的气密性。
一种方形锂离子电池气密检测方法，所述电池气密检测系统，该方法包括以下步骤：
S1、将检测电池安装到电池夹具中，打开已安装的检测电池对应的主路阀门和支路阀门，对气罐和检测电池抽真空至第一气压传感器和第二气压传感器的检测值均达到预设的第一气压阈值P0；
S2、关闭所有主路阀门和支路阀门，将检测电池平衡预设第一时间值，并获取平衡结束时第二气压传感器的检测值P1；
S3、根据P1和P0的差值判断检测电池的气密性；
S4、平衡结束后，打开检测电池对应的支路阀门，等待第二时间值t后同时获取第一气压传感器的检测值P2和第二气压传感器的检测值P3；
S5、根据检测值P3、P2、P1和第一气压阈值P0综合计算，判断检测电池的泄露程度。
优选的，步骤S4中，第二时间值t大于步骤S2中第一时间值。
优选的，步骤S5具体为：根据检测值P3、P2、P1和第一气压阈值P0综合计算检测电池的泄露速率K，并根据泄露速率K判断检测电池的泄露情况；
优选的，步骤S3中：如果P1和P0差值的绝对值小于或等于预设的压差阈值，则执行步骤S4；如果P1和P0差值的绝对值大于压差阈值，则判断检测电池气密性不合格，并结束当前检测。
优选的，步骤S4中，获取检测值P2和P3后，将检测电池从电池夹具中取出，将电池气密检测系统自动破真空后再进行下一次电池测试。
优选的，测试过程中，由控制模块自动控制各主路阀门和支路阀门工作，并由控制模块根据第一气压传感器和第二气压传感器的检测值自动判断电池泄露情况。
本发明提出的一种方形锂离子电池气密检测系统，支路阀门导通的状态下，气罐与电池夹具上安装的测试电池内部的气压平衡，相当于通过气罐扩充了测试电池内部的空气存储空间，从而有利于提高电池测试的灵敏度。
本发明提出的一种方形锂离子电池气密检测方法中，根据P1和P0的差值对电池气密性进行初步检测，直接排除判断为气密性不合格的电池；然后再根据泄露速率对通过初步判断的电池进行二次测试，即提高了检测效率，又保障了电池气密性测试的精确程度。且，本实施例中，在进行二次测试时，不需要更换测试工具，降低了操作难度。
附图说明
图1为本发明提出的一种方形锂离子电池气密检测系统结构图；
图2为本发明提出的一种方形锂离子电池气密检测方法流程图。
具体实施方式
参照图1，本发明提出的一种方形锂离子电池气密检测系统，包括：真空源1和一条或多条测试支路。
每一条测试支路均设有一个对应的主路阀门2，所有主路阀门2依次串联连接在真空源1的输入端。
测试支路包括支路阀门3、气罐4、第一气压传感器5、电池夹具6和第二气压传感器7。第一气压传感器5与气罐4连接，用于检测气罐4的气压；电池夹具6用于安装测试电池，第二气压传感器7与电池夹具6连接，用于安装在电池夹具6上的测试电池的内部气压。
气罐4通过支路阀门3连接电池夹具6，支路阀门3导通的状态下，气罐4与电池夹具6上安装的测试电池的气孔相连通。即，本实施方式中，支路阀门3导通的状态下，气罐4与电池夹具6上安装的测试电池内部的气压平衡，相当于通过气罐4扩充了测试电池内部的空气存储空间，从而有利于提高电池测试的灵敏度。
支路阀门3与电池夹具6之间设有支路节点。各测试支路均通过支路节点连接对应的主路阀门2，并位于主路阀门2远离真空源1的一端。支路节点与支路阀门3、电池夹具6上安装的测试电池内部以及相连接的主路阀门2均导通。
具体的，本实施方式中，主路阀门2和支路阀门3均采用电磁阀。进一步的实施方式中，该方形锂离子电池气密检测系统，还包括控制模块，控制模块分别连接主路阀门2、支路阀门3、第一气压传感器5和第二气压传感器7，控制模块用于控制主路阀门2和支路阀门3工作，并用于根据获取的第一气压传感器5的检测值和第二气压传感器7的检测值判断检测电池的气密性。以便控制模块根据预设的工作模式自动控制主路阀门2和支路阀门3工作，根据第一气压传感器5和第二气压传感器7的检测值自动判断检测电池的泄露情况。
具体的，以下结合两个具体的实施例，对采用以上系统的电测气密性检测方法做进一步说明。
实施例1
本实施例提供的方形锂离子电池气密检测方法，采用的电池气密检测系统仅包括一条测试支路，该方法包括以下步骤：
S1、将检测电池安装到电池夹具6中，主路阀门2和支路阀门3，对气罐4和检测电池抽真空至第一气压传感器5和第二气压传感器7的检测值均达到预设的第一气压阈值P0。
S2、关闭所有主路阀门2和支路阀门3，将检测电池平衡预设第一时间值，并获取平衡结束时第二气压传感器7的检测值P1；
S3、根据P1和P0的差值判断检测电池的气密性。具体的，本步骤中，将P1和P0的差值的绝对值与预设的压差阈值比较，如果P1和P0差值的绝对值大于压差阈值，则判断检测电池气密性不合格，并结束当前检测；如果P1和P0差值的绝对值小于或等于预设的压差阈值，则执行以下步骤S4，对电池气密性进行进一步检测。
S4、平衡结束后，打开支路阀门3，等待第二时间值t后同时获取第一气压传感器5的检测值P2和第二气压传感器7的检测值P3。具体的，本实施例中，第二时间值t大于步骤S2中第一时间值，以保证支路阀门3打开后，有足够的时间平衡检测电池内部和气罐4内部的气压，并保证对于气密性不合格的电池有足够的时间体现出泄露特效，从而保证气密性合格的电池与不合格的电池能够有效区分。
S5、根据检测值P3、P2、P1和第一气压阈值P0综合计算，判断检测电池的泄露程度。具体的，本步骤中，根据检测值P3、P2、P1和第一气压阈值P0综合计算检测电池的泄露速率K，并根据泄露速率K判断检测电池的泄露情况；具体的，本步骤中，将泄露速率K预设的泄露阈值比较，当泄露速率K小于或等于泄露阈值，则判断检测电池气密性合格，反之，则不合格。
如此，本实施例中，根据P1和P0的差值对电池气密性进行初步检测，直接排除判断为气密性不合格的电池；然后再根据泄露速率对通过初步判断的电池进行二次测试，即提高了检测效率，又保障了电池气密性测试的精确程度。且，本实施例中，在进行二次测试时，不需要更换测试工具，降低了操作难度。
实施例2
本实施例提供的方形锂离子电池气密检测方法，采用的电池气密检测系统仅包括多条测试支路，该方法包括以下步骤：
S1、将检测电池安装到电池夹具6中，打开已安装的检测电池对应的主路阀门2和支路阀门3，对气罐4和检测电池抽真空至第一气压传感器5和第二气压传感器7的检测值均达到预设的第一气压阈值P0。具体的，本步骤中，已安装的检测电池对应的主路阀门2和支路阀门3，指的是，检测电池所在测试支路的支路阀门3和该测试支路所对应的主路阀门。本步骤中，具体的，将安装有检测电池的测试支路作为有效测试支路，然后打开各有效测试支路对应的主路阀门2和支路阀门3，如此，使得各有效测试支路中的气罐4和测试电池均气压平衡，故而，通过真空源1可将所有有效测试支路上的气罐4和测试电池抽真空至第一气压阈值P0。
S2、关闭所有主路阀门2和支路阀门3，将检测电池平衡预设第一时间值，并获取平衡结束时第二气压传感器7的检测值P1。具体的，本步骤中，通过关闭所有主路阀门2，使得个测试支路相互独立，从而避免了不同检测电池之间相互串扰，影响测试结果。
S3、根据P1和P0的差值判断检测电池的气密性。
S4、平衡结束后，打开检测电池对应的支路阀门3，等待第二时间值t后同时获取第一气压传感器5的检测值P2和第二气压传感器7的检测值P3。本步骤中，通过主路阀门2持续关闭，保证了各测试支路的独立，通过支路阀门3的开启，使得一条测试支路上，气罐4成为对应的检测电池的内部存储扩产容器，从而提高了测试电池的气密性灵敏度。
S5、根据检测值P3、P2、P1和第一气压阈值P0综合计算，判断检测电池的泄露程度。具体的，本步骤中，根据检测值P3、P2、P1和第一气压阈值P0综合计算检测电池的泄露速率K，并根据泄露速率K判断检测电池的泄露情况；具体的，本步骤中，将泄露速率K预设的泄露阈值比较，当泄露速率K小于或等于泄露阈值，则判断检测电池气密性合格，反之，则不合格。
以上两个实施例的步骤S4中，获取检测值P2和P3后，将检测电池从电池夹具6中取出，将电池气密检测系统自动破真空后再进行下一次电池测试。
以上所述，仅为本发明涉及的较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种方形锂离子电池气密检测系统，其特征在于，包括：真空源(1)和一条或多条测试支路；
每一条测试支路均设有一个对应的主路阀门(2)，所有主路阀门(2)依次串联连接在真空源(1)的输入端；
测试支路包括支路阀门(3)、气罐(4)、第一气压传感器(5)、电池夹具(6)和第二气压传感器(7)；第一气压传感器(5)与气罐(4)连接，用于检测气罐(4)的气压；电池夹具(6)用于安装测试电池，第二气压传感器(7)与电池夹具(6)连接，用于安装在电池夹具(6)上的测试电池的内部气压；
气罐(4)通过支路阀门(3)连接电池夹具(6)，支路阀门(3)导通的状态下，气罐(4)与电池夹具(6)上安装的测试电池的气孔相连通；支路阀门(3)与电池夹具(6)之间设有支路节点；各测试支路均通过支路节点连接对应的主路阀门(2)，并位于主路阀门(2)远离真空源(1)的一端；支路节点与支路阀门(3)、电池夹具(6)上安装的测试电池内部以及相连接的主路阀门(2)均导通。
2.如权利要求1所述的方形锂离子电池气密检测系统，其特征在于，主路阀门(2)和支路阀门(3)均采用电磁阀。
3.如权利要求1所述的方形锂离子电池气密检测系统，其特征在于，还包括控制模块，控制模块分别连接主路阀门(2)、支路阀门(3)、第一气压传感器(5)和第二气压传感器(7)，控制模块用于控制主路阀门(2)和支路阀门(3)工作，并用于根据获取的第一气压传感器(5)的检测值和第二气压传感器(7)的检测值判断检测电池的气密性。
4.一种方形锂离子电池气密检测方法，其特征在于，采用如权利要求1-3任一项所述电池气密检测系统，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1、将检测电池安装到电池夹具(6)中，打开已安装的检测电池对应的主路阀门(2)和支路阀门(3)，对气罐(4)和检测电池抽真空至第一气压传感器(5)和第二气压传感器(7)的检测值均达到预设的第一气压阈值P0；
S2、关闭所有主路阀门(2)和支路阀门(3)，将检测电池平衡预设第一时间值，并获取平衡结束时第二气压传感器(7)的检测值P1；
S3、根据P1和P0的差值判断检测电池的气密性；
S4、平衡结束后，打开检测电池对应的支路阀门(3)，等待第二时间值t后同时获取第一气压传感器(5)的检测值P2和第二气压传感器(7)的检测值P3；
S5、根据检测值P3、P2、P1和第一气压阈值P0综合计算，判断检测电池的泄露程度。
5.如权利要求4所述的方形锂离子电池气密检测方法，其特征在于，步骤S4中，第二时间值t大于步骤S2中第一时间值。
6.如权利要求4所述的方形锂离子电池气密检测方法，其特征在于，步骤S5具体为：根据检测值P3、P2、P1和第一气压阈值P0综合计算检测电池的泄露速率K，并根据泄露速率K判断检测电池的泄露情况；
7.如权利要求4所述的方形锂离子电池气密检测方法，其特征在于，步骤S3中：如果P1和P0差值的绝对值小于或等于预设的压差阈值，则执行步骤S4；如果P1和P0差值的绝对值大于压差阈值，则判断检测电池气密性不合格，并结束当前检测。
8.如权利要求4所述的方形锂离子电池气密检测方法，其特征在于，步骤S4中，获取检测值P2和P3后，将检测电池从电池夹具(6)中取出，将电池气密检测系统自动破真空后再进行下一次电池测试。
9.如权利要求4所述的方形锂离子电池气密检测方法，其特征在于，测试过程中，由控制模块自动控制各主路阀门(2)和支路阀门(3)工作，并由控制模块根据第一气压传感器(5)和第二气压传感器(7)的检测值自动判断电池泄露情况。
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