CN110196143B

CN110196143B - 一种钢壳电池的氦检测装置及氦检测方法

Info

Publication number: CN110196143B
Application number: CN201910455272.3A
Authority: CN
Inventors: 刘继国; 胡勇; 刘昊; 高云松; 黄祥虎; 高云峰
Original assignee: Han s Laser Technology Industry Group Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Han's Lithium Battery Intelligent Equipment Co ltd
Priority date: 2019-05-29
Filing date: 2019-05-29
Publication date: 2022-03-08
Anticipated expiration: 2039-05-29
Also published as: CN110196143A

Abstract

本发明提供了一种钢壳电池的氦检测装置及氦检测方法。其中，氦检测装置包括：夹具上盖；夹具底座，夹具底座上设有用于放置钢壳电池壳体的放置槽，夹具上盖密封盖合的夹具底座上使放置槽形成密闭空间，放置槽的第一侧槽壁设有注氦针，放置槽的槽底设有真空孔；氦检仪，氦检仪与真空孔之间通过第一管路相连通；氮气瓶，氮气瓶与氦检仪之间通过第二管路相连通；氦气瓶，氦气瓶与注氦针之间通过第三管路相连通。应用本发明的技术方案能够解决现有技术中如何检测焊接完成后钢壳电池壳体的密封检测的问题。

Description

一种钢壳电池的氦检测装置及氦检测方法

技术领域

本发明属于电池制造技术领域，尤其涉及一种钢壳电池的氦检测装置及氦检测方法。

背景技术

针对目前新型的消费类小型钢壳电池，在壳体焊接完成后，需要对其进行密封性检测。由于小型钢壳电池容易变形，无法承受较大的真空负压，因此采用常规的氦检方式会造成小型钢壳电池变形，从而使得密封性检测失败。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种钢壳电池的氦检测装置及氦检测方法，旨在解决现有技术中如何检测焊接完成后钢壳电池壳体的密封检测的问题。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的，一种钢壳电池的氦检测装置，包括：夹具上盖；夹具底座，夹具底座上设有用于放置钢壳电池壳体的放置槽，夹具上盖密封盖合在夹具底座上使放置槽形成密闭空间，放置槽的第一侧槽壁设有注氦针，放置槽的槽底设有真空孔；氦检仪，氦检仪与真空孔之间通过第一管路相连通；氮气瓶，氮气瓶与氦检仪之间通过第二管路相连通；氦气瓶，氦气瓶与注氦针之间通过第三管路相连通。

进一步地，钢壳电池的氦检测装置还包括夹具推块，夹具推块密封设置在夹具底座的与第一侧槽壁相对的第二侧槽壁上，且夹具推块延伸至放置槽内，夹具推块能够滑移地设置。

进一步地，第三管路与注氦针之间通过集气腔体相连通，第三管路上设有第一阀体，集气腔体与第一阀体之间的第三管路与氮气瓶之间设有第四管路，第四管路上设有第二阀体，集气腔体上设有第五管路，第五管路的自由端与外部大气相连。

进一步地，第五管路上设有第三阀体，第三阀体与集气腔体之间的第五管路上设有保压支路，保压支路的自由端与外部大气相连，且保压支路上设有溢流阀。

进一步地，其特征在于，第二管路上设有开关阀。

进一步地，夹具上盖与夹具底座之间通过密封圈进行密封。

根据本发明的另一方面，提供了一种钢壳电池的氦检测方法。该氦检测方法采用前述的氦检测装置进行检测操作，该氦检测方法包括以下检测步骤：将钢壳电池壳体放置入放置槽中，钢壳电池壳体的注液口与注氦针密封对接，并盖合上夹具上盖使放置槽形成密闭空间；通过氦检仪对密闭空间进行第一次抽真空，并判断密闭空间的真空度；当密闭空间的真空度大于4Pa时，则钢壳电池壳体的密封性不合格，检测结束；当密闭空间的真空度小于等于4Pa时，则停止第一次抽真空，并通过氦检仪对密闭空间反向吹送氮气以充满密闭空间；通过注氦针向钢壳电池壳体注入氦气，注入氦气过程持续第一预定时长；第一预定时长过后，通过氦检仪对密闭空间进行第二次抽真空，第二次抽真空过程持续第二预定时长；第二预定时长过后，通过氦检仪判断氦原子的漏率；当氦原子漏率大于10^-7Pa*m³/s时，则钢壳电池壳体的密封性不合格，当氦原子漏率小于等于10^-7Pa*m³/s时，则钢壳电池壳体的密封性合格。

进一步地，第一预定时长为2s。

进一步地，第二预定时长为4s。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：

应本发明提供的氦检测装置配合本发明提供的氦检方法对焊接完成的钢壳电池壳体的密封性进行检测，不仅能够快速、简便、且准确直接地获知焊接密封性的检测结果，而且经过了两次密封性结果判断，即第一次抽真空判断与第二次抽真空配合氦气强扩散性质协同判断，如此便大大提高了密封性检测的准确性，降低误检误判概率。

附图说明

图1是本发明的氦检测装置的第一实施例的剖视图；

图2是本发明的氦检测装置的第二实施例的剖视图；

图3是本发明的氦检测方法的流程图。

在附图中，各附图标记表示：

10、夹具上盖；20、夹具底座；21、放置槽；22、注氦针；23、真空孔；24、夹具推块；30、氦检仪；40、氮气瓶；50、氦气瓶；60、集气腔体；70、密封圈；100、钢壳电池壳体；201、第一管路；202、第二管路；203、第三管路；204、第四管路；205、第五管路；206、保压支路；301、第一阀体；302、第二阀体；303、第三阀体；304、溢流阀；305、开关阀。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

如图1所示，本发明第一实施例的钢壳电池的氦检测装置包括夹具上盖10、夹具底座20、氦检仪30、氮气瓶40和氦气瓶50，夹具底座20上设有用于放置钢壳电池壳体100的放置槽21，夹具上盖10密封盖合在夹具底座20上使放置槽21形成密闭空间，放置槽21的第一侧槽壁设有注氦针22，放置槽21的槽底设有真空孔23，氦检仪30与真空孔23之间通过第一管路201相连通，氮气瓶40与氦检仪30之间通过第二管路202相连通，氦气瓶50与注氦针22之间通过第三管路203相连通。

在对钢壳电池壳体100焊接完成后，检测其焊接密封性十分必要，这决定了后续对钢壳电池壳体100进行注液后形成钢壳电池的产品质量。利用本发明的氦检测装置对焊接完成的钢壳电池壳体100进行密封性检测，将夹具上盖10从夹具底座20上打开，然后将焊接完成的钢壳电池壳体100放置在放置槽21中，并使得钢壳电池壳体100的注液孔与注氦针22对准连通并且使得注液孔与放置槽21的空间之间相互密封隔离，再将夹具上盖10密封盖合在夹具底座20上，夹具上盖10与夹具底座20之间通过密封圈70进行密封，使得放置槽21空间完全密闭，这样则将焊接完成的钢壳电池壳体100放置完成。

结合图1和图3所示，在应用了本发明提供的氦检测装置的基础上对焊接完成的钢壳电池壳体100的密封性进行氦检测，也就是本发明的采用该氦检测装置的氦检测方法。在完成了放置钢壳电池壳体100之后，则进行第一次抽真空操作，即通过氦检仪30对已经形成的密闭空间进行第一次抽真空操作，在第一次抽真空的过程中，通过氦检仪30对密闭空间的真空度进行读取，并根据真空度判断的结果来对钢壳电池壳体100的焊接密封性进行判断，即：当密闭空间的真空度大于4Pa时，则钢壳电池壳体100的密封性不合格，检测结束，直接将不合格的钢壳电池壳体100下料并报废即可；当密闭空间的真空度小于等于4Pa时，则停止第一次抽真空，继续地进行更进一步的检测工作，此时需要通过氦检仪30对密闭空间反向吹送氮气以充满密闭空间。在密闭空间的真空度小于等于4Pa的基础上进行反向吹送氮气，由于第一抽真空已经将密闭空间内的空气抽空，此时反向吹送氮气充满密闭空间，接着通过注氦针22向钢壳电池壳体100注入氦气，注入氦气过程持续第一预定时长，第一预定时长过后，在本发明的实施例中第一预定时长为2s，通过氦检仪30对密闭空间进行第二次抽真空，第二次抽真空过程持续第二预定时长，第二预定时长过后，在本发明实施例中第二预定时长为4s，通过氦检仪30判断氦原子的漏率，即：当氦原子漏率大于10^-7Pa*m³/s时，则钢壳电池壳体100的密封性不合格，检测结束，直接将不合格的钢壳电池壳体100下料并报废即可；当氦原子漏率小于等于10^-7Pa*m³/s时，则钢壳电池壳体100的密封性合格，将合格的钢壳电池壳体100下料并进行产品堆垛。

应本发明提供的氦检测装置配合本发明提供的氦检方法对焊接完成的钢壳电池壳体100的密封性进行检测，不仅能够快速、简便、且准确直接地获知焊接密封性的检测结果，而且经过了两次密封性结果判断，即第一次抽真空判断与第二次抽真空配合氦气强扩散性质协同判断，如此便大大提高了密封性检测的准确性，降低误检误判概率。

在本实施例中，钢壳电池的氦检测装置还包括夹具推块24，夹具推块24密封设置在夹具底座20的与第一侧槽壁相对的第二侧槽壁上，且夹具推块24延伸至放置槽21内，夹具推块24能够滑移地设置。在将钢壳电池壳体100放置在放置槽21内之后，通过夹具推块24顶推钢壳电池壳体100，从而使钢壳电池壳体100的注液口与注氦针22之间密封对接。进一步地，夹具推块24通过弹性组件安装在第二槽壁上，在装配过程中，通过将弹性组件中的弹簧预紧，使得夹具推块24的延伸进放置槽21的端部延伸长度最长，当将钢壳电池壳体100放置进入放置槽21时，钢壳电池壳体100抵顶夹具推块24对弹簧继续压缩，则夹具推块24在弹簧弹性力的作用下对钢壳电池壳体100顶推使注液口与注氦针22密封对接。

如图1所示，在氦检测装置的第一实施例中，第三管路203与注氦针22之间通过集气腔体60相连通，第三管路203上设有第一阀体301，集气腔体60与第一阀体301之间的第三管路203与氮气瓶40之间设有第四管路204，第四管路204上设有第二阀体302，集气腔体60上设有第五管路205，第五管路205的自由端与外部大气相连。实际上，在利用第三管路203进行将氦气注入钢壳电池壳体100内部之前，将第一阀体301关闭、第二阀体302打开，通过第四管路204将氮气吹送到钢壳电池壳体100内部将空气从第五管路205置换出来。然后将第一阀体301打开、第二阀体302关闭，将氦气注入钢壳电池壳体100的内部并进一步置换氮气。由于氦气的强扩散性质，此时充满钢壳电池壳体100内部的氦气，只要钢壳电池壳体100的焊缝存在不合格的缝隙(能够供氦原子通过的缝隙)，氦原子便会通过该缝隙进入到密闭空间，氦原子通过密闭空间中的氮气作为扩散运输的载体。在本实施例中，第五管路205在将被置换的气体输出大气环境的过程中，同样起到了保护注氦过程中的集气腔体60的注氦压力的作用。

进一步地，第二管路202上设有开关阀305。

如图2所示，其示出了本发明的氦检测装置的第二实施例的示意图。第二实施例的氦检测装置与第一实施例的氦检测装置相比较而言，第二实施例存在以下不同之处。

在第二实施例中，第五管路205上设有第三阀体303，第三阀体303与集气腔体60之间的第五管路205上设有保压支路206，保压支路206的自由端与外部大气相连，且保压支路206上设有溢流阀304，溢流阀304能够始终保证集气腔体60中注氦压力不变。

第二实施例与第一实施例之间对比，除以上结构不同之外，其余结构均相同，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种钢壳电池的氦检测装置，其特征在于，包括：

夹具上盖（10）；

夹具底座（20），所述夹具底座（20）上设有用于放置钢壳电池壳体（100）的放置槽（21），所述夹具上盖（10）密封盖合在所述夹具底座（20）上使所述放置槽（21）形成密闭空间，所述放置槽（21）的第一侧槽壁设有注氦针（22），所述注氦针（22）用于向所述钢壳电池壳体（100）注入氦气，所述放置槽（21）的槽底设有真空孔（23）；

氦检仪（30），所述氦检仪（30）与所述真空孔（23）之间通过第一管路（201）相连通，所述氦检仪（30）用于对密闭空间进行第一次抽真空，并判断密闭空间的真空度；

氮气瓶（40），所述氮气瓶（40）与所述氦检仪（30）之间通过第二管路（202）相连通，所述氮气瓶（40）用于当第一次抽真空停止后所述氦检仪（30）对密闭空间反向吹送氮气以充满密闭空间时提供氮气；

氦气瓶（50），所述氦气瓶（50）与所述注氦针（22）之间通过第三管路（203）相连通；所述第三管路（203）与所述注氦针（22）之间通过集气腔体（60）相连通，所述第三管路（203）上设有第一阀体（301），所述集气腔体（60）与所述第一阀体（301）之间的所述第三管路（203）与所述氮气瓶（40）之间设有第四管路（204），所述第四管路（204）上设有第二阀体（302），所述集气腔体（60）上设有第五管路（205），所述第五管路（205）的自由端与外部大气相连；所述氦气瓶（50）用于在第一次抽真空停止后所述氦检仪（30）对密闭空间反向吹送氮气以充满密闭空间后提供氦气，所述氦检仪（30）对密闭空间进行第一次抽真空时，所述钢壳电池壳体（100）与所述第五管路（205）相连通；

所述氮气瓶（40）还用于：在所述注氦针（22）向所述钢壳电池壳体（100）注入氦气之前，通过所述第四管路（204）将氮气吹送至所述钢壳电池壳体（100）内，以使所述钢壳电池壳体（100）内的空气从所述第五管路（205）置换出来；

所述氦气瓶（50）还用于：在所述氮气瓶（40）将所述钢壳电池壳体（100）内的空气从所述第五管路（205）置换出来后，通过所述第三管路（203）将氦气吹送至所述钢壳电池壳体（100）内，以使所述钢壳电池壳体（100）内的氮气从所述第五管路（205）置换出来；

所述氦检仪（30）还用于在所述注氦针（22）向所述钢壳电池壳体（100）注入氦气后对密闭空间进行第二次抽真空并判断氦原子的漏率。

2.如权利要求1所述的钢壳电池的氦检测装置，其特征在于，所述钢壳电池的氦检测装置还包括夹具推块（24），所述夹具推块（24）密封设置在所述夹具底座（20）的与所述第一侧槽壁相对的第二侧槽壁上，且所述夹具推块（24）延伸至所述放置槽（21）内，所述夹具推块（24）能够滑移地设置。

3.如权利要求1所述的钢壳电池的氦检测装置，其特征在于，所述第五管路（205）上设有第三阀体（303），所述第三阀体（303）与所述集气腔体（60）之间的第五管路（205）上设有保压支路（206），所述保压支路（206）的自由端与外部大气相连，且所述保压支路（206）上设有溢流阀（304）。

4.如权利要求1至3中任一项所述钢壳电池的氦检测装置，其特征在于，所述第二管路（202）上设有开关阀（305）。

5.如权利要求4所述钢壳电池的氦检测装置，其特征在于，所述夹具上盖（10）与所述夹具底座（20）之间通过密封圈（70）进行密封。

6.一种钢壳电池的氦检测方法，其特征在于，该氦检测方法采用权利要求1至5中任一项所述的氦检测装置进行检测操作，该氦检测方法包括以下检测步骤：

将钢壳电池壳体（100）放置入放置槽（21）中，钢壳电池壳体（100）的注液口与注氦针（22）密封对接，并盖合上夹具上盖（10）使放置槽（21）形成密闭空间；

通过氦检仪（30）对密闭空间进行第一次抽真空，并判断密闭空间的真空度；

当密闭空间的真空度大于4Pa时，则钢壳电池壳体（100）的密封性不合格，检测结束；

当密闭空间的真空度小于等于4Pa时，则停止第一次抽真空，并通过氦检仪（30）对密闭空间反向吹送氮气以充满密闭空间；

通过氮气瓶（40）和第四管路（204），将氮气吹送至所述钢壳电池壳体（100）内，以使所述钢壳电池壳体（100）内的空气从所述第五管路（205）置换出来；

通过氦气瓶（50）和所述第三管路（203），将氦气吹送至所述钢壳电池壳体（100）内，以使所述钢壳电池壳体（100）内的氮气从所述第五管路（205）置换出来；

通过注氦针（22）向钢壳电池壳体（100）注入氦气，注入氦气过程持续第一预定时长；

第一预定时长过后，通过氦检仪（30）对密闭空间进行第二次抽真空，第二次抽真空过程持续第二预定时长；

第二预定时长过后，通过氦检仪（30）判断氦原子的漏率；

当氦原子漏率大于10^-7Pa*m³/s时，则钢壳电池壳体（100）的密封性不合格，当氦原子漏率小于等于10^-7Pa*m³/s时，则钢壳电池壳体（100）的密封性合格。

7.如权利要求6所述的钢壳电池的氦检测方法，其特征在于，第一预定时长为2s。

8.如权利要求7所述的钢壳电池的氦检测方法，其特征在于，第二预定时长为4s。