CN109358092A - 一种软包电池的封装效果检验方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种软包电池的封装效果检验方法，包括以下步骤：(1)将一次封装后的电池中间品注入定量的水；(2)直接对其进行二次封装；(3)使用两矩形平板紧贴测试电池上、下两面，固定后放入烘箱中进行烘烤；(4)高温烘烤直至电池内水汽化升压导致铝塑膜破裂，记录裂口的时间和裂口在电池上的位置。本发明的检验方法将电解液更换为水或酒精，更为环保，可操作性更高，通过加热的方式来快速模拟电池在实际使用过程中的封装失效，然后根据结果更改工艺参数或调整设备。

Description

一种软包电池的封装效果检验方法
技术领域
本发明涉及一种软包电池的封装效果检验方法，属于锂离子电池制造技术领域。
背景技术
近年来，电子产品更新换代的速度越来越快，尤其是手机、笔记本电脑等消费型电子产品的使用周期逐渐缩短，因此对所使用的软包锂电池的需求也越来越大。目前软包锂电池绝大部分采用铝塑膜进行封装，铝塑膜主要由尼龙层、铝层和PP层组成。当把正负极片由制片区转移至组装区后，正负极片与隔离膜共同组成电池芯包，芯包与极耳焊接后放入铝塑膜中进行一次封装，之后注入电解液，预充化成后再进行除气和二次封装，除气会带走化成产生的气体和部分电解液，但应保证设计时的保液量，最终的电池外观尺寸包括厚度、冲坑、封印宽度和厚度等各项尺寸。封装为两片铝塑膜的PP层熔融为一体，要求密封和一定的强度，其效果直接影响到电池的质量和寿命。
封装效果至今无合适的评判标准。质检和调机主要采用以下三种方法来评判封装是否合格：
1、测拉力：将铝塑膜裁成15mm宽的窄条，用拉力机各拉一边，以20mm/min的速度剥离并记录最大拉力；
2、测厚度：使用千分尺测量封装处厚度来推算铝塑膜PP层的熔融状态，判定封装效果；
3、直接目测和剥离后观察剥离面。
以上三种方法各有不足。测拉力所记录值为最大值，而易发生泄露的封装不良处的剥离强度应低于正常的封装强度，记录最大值并不能有效的反映这一点。后两种方法仅可做大致的判断，无法反映微观层面是否有孔隙、结合是否牢固。直接目测只能通过表面是否有死褶来判断，剥离后的剥离面为结合较薄弱的那一层，干法的铝塑膜剥离后往往直接将铝层与PP层剥离，两PP层间有可能出现的缝隙基本观察不到。
专利文献CN108195889A公开了一种软包锂电池铝塑膜包装的检测治具及铝塑膜包装检测方法，该检测治具包括：治具本体，治具本体包括水平的放置部及与放置部相连的电池倚靠部；设置于放置部上的导电部；万用表，万用表的正、负表笔中的一支表笔与导电部相连。检测时将电池放置于检测治具的治具本体上，使电池疑似漏铝的部位与导电部充分接触，另一支表笔与电池的顶封边铝塑膜截面的铝层或侧封边铝塑膜截面的铝层相接触；将万用表调到电阻档10KΩ～200MΩ，当万用表的表盘显示“1”时，判断铝塑膜包装没有破损，不露铝；当显示“0-0.001”时，判断铝塑膜包装中的表层尼龙层破损，铝层露出。
专利文献CN107917989A公开了一种锂离子电池用铝塑膜的检测方法，步骤1：向膜铝塑内注入稀硫酸溶液，对注入稀硫酸溶液的铝塑膜进行抽气并封口；步骤2：将步骤1中封口的铝塑膜放入烘箱加热，加热完成后拆开铝塑膜进行判别。
上述两件专利文献主要是针对铝塑膜是否破损进行检测，前者用于检测尼龙层是否破损而导致中部铝层漏出，后者用于检测PP层是否破损而导致中部铝层漏出并快速准确找到破损位置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种软包电池的封装效果检验方法，对于两层铝塑膜封装后的效果进行检验判定。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种软包电池的封装效果检验方法，包括以下步骤：
(1)将一次封装后的电池中间品注入定量的水；
(2)直接对其进行二次封装；
(3)使用两块矩形平板紧贴测试电池上、下两面，固定后放入烘箱中进行烘烤；
(4)高温烘烤直至电池内水汽化升压导致铝塑膜破裂，记录裂口的时间和裂口在电池上的位置。
进一步地，所述步骤(1)中注入水的质量为1～1000g。
进一步地，所述步骤(1)中的水可以替换为其他无机溶液或有机溶液，优选酒精或酒精与水的混合液。
进一步地，所述步骤(3)中烘箱的烘烤温度为40～140℃，优选为60～110℃。
进一步地，所述步骤(3)中烘箱的升温速率为1～50℃/min。
进一步地，所述步骤(3)中夹板的材质为有机材料或无机材料，有机材料优选为PC，无机材料优选为铝合金。
进一步地，所述步骤(3)中夹板贴近铝塑膜侧的平面度为0.0001～10，粗糙度为Ra200～Ra0.01。
进一步地，所述步骤(3)中的夹板的热变形温度高于90℃，在90℃时其弹性模量大于2MPa。
进一步地，所述步骤(3)中两夹板的距离为1～100mm。
进一步地，所述步骤(4)中烘烤的时间为1～300min。
本发明的有益效果在于：
(1)将电解液更换为水或酒精，更为环保，可操作性更高，通过加热的方式来快速模拟电池在实际使用过程中的封装失效，然后根据结果更改工艺参数或调整设备。
(2)节约了时间和人工，原有的测拉力、厚度与撕膜等方法耗时较多，单个电池仅测拉力一项时间在半小时以上，此方法可以多个电池同时测且时间可以控制在三十分钟以内。
(3)水的沸点相对较低，不会对热封处产生额外的影响，裂口后排出的气体也多为水蒸气，对环境和人体影响小，没有特殊的注意点。
(4)夹板使得封装处的受力更加均衡，裂口更能反应薄弱点位置，同时也能模拟电池在模组中的状态。未加夹板时封装的中心受力最大，裂口多数发生在封装中心，参考意义不大。
(5)本发明中注水量和夹板间距均与电池设计直接相关，故本发明的检验方法可以用于不同软包电池的封装测试，并可以进行对比，标准一旦建立对于不同规格不同厚度的电池均适用。
附图说明
图1为实施例1中使用透明PC板固定电池后的结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步说明，但并不意味着对本发明保护范围的限制。
实施例1
(1)将一次封装后的电池中间品注入100g水；
(2)直接对其进行二次封装；
(3)如图1所示，使用两块透明PC板002、003紧贴被测电池001上、下面，两块PC板002、003用六对螺栓螺母004固定，两板间距为11mm；
(4)将夹板夹好的电池放入烘箱中由室温(25℃)开始加热，加热速率为5℃/min，加热至100℃后变为保温，保持此烘箱内温度为100±2℃；
(5)记录从烘箱保温开始至电池受热膨胀破口的时间，若时间大于8min，为合格，低于此值则封装不合格，记录破口位置并反馈，对封装工艺进行改进。

Claims (10)

1.一种软包电池的封装效果检验方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将一次封装后的电池中间品注入定量的水；
(2)直接对其进行二次封装；
(3)使用两块矩形平板紧贴测试电池上、下两面，固定后放入烘箱中进行烘烤；
(4)高温烘烤直至电池内水汽化升压导致铝塑膜破裂，记录裂口的时间和裂口在电池上的位置。
2.根据权利要求1所述的软包电池的封装效果检验方法，其特征在于，所述步骤(1)中注入水的质量为1～1000g。
3.根据权利要求1所述的软包电池的封装效果检验方法，其特征在于，所述步骤(3)中烘箱的烘烤温度为60～140℃。
4.根据权利要求1所述的软包电池的封装效果检验方法，其特征在于，所述步骤(3)中烘箱的升温速率为1～50℃/min。
5.根据权利要求1所述的软包电池的封装效果检验方法，其特征在于，所述步骤(3)中夹板的材质为有机材料或无机材料。
6.根据权利要求5所述的软包电池的封装效果检验方法，其特征在于，所述有机材料为PC，所述无机材料为铝合金。
7.根据权利要求1所述的软包电池的封装效果检验方法，其特征在于，所述步骤(3)中夹板贴近铝塑膜侧的平面度为0.0001～10，粗糙度为Ra200～Ra0.01。
8.根据权利要求1所述的软包电池的封装效果检验方法，其特征在于，所述步骤(3)中的夹板的热变形温度高于90℃，在90℃时其弹性模量大于2MPa。
9.根据权利要求1所述的软包电池的封装效果检验方法，其特征在于，所述步骤(3)中两夹板的距离为1～100mm。
10.根据权利要求1所述的软包电池的封装效果检验方法，其特征在于，所述步骤(4)中烘烤的时间为1～300min。
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