CN114184331A - 软包锂离子电池密封性的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种软包锂离子电池密封性的检测方法，包括：去除电池包外层尼龙层和中间层铝层，保留内层的聚丙烯层；在电池包上注入渗透剂；观察电池包中渗透剂的方向和位置，确定电池包漏液位置。本发明通过对铝塑膜聚丙烯层的密封性检测达到精确定位软包锂离子电池的漏液位置的目的，通过物理剥离和酸性溶剂去除铝塑膜的外层和中间层，得到只含有聚丙烯层的电池包，在电池包中注入含有着色剂的渗透剂，在白光环境下即可通过观察渗透剂冒出的位置判断电池包的漏液位置，该方法避免了采用高压、加热等苛刻条件，操作简单，能快速、直观地确定漏液位置。
Description
技术领域
本发明涉及电池检测技术领域，特别是涉及一种软包锂离子电池密封性的检测方法。
背景技术
锂离子电池在产业化的应用越来越广泛，锂离子电池密封性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，即锂离子电池的密封性直接影响其使用的安全性。
对锂离子电池的密封性进行检测对电池的可靠性及安全性具有重要意义。专利CN200710072881.8公开了一种锂离子电池气密性检测方法，该方法将电池浸泡水中，一段时间后测量电池厚度，根据厚度变化判断电池是否合格，确定气密性检测时在检测与之对应的漏气速度范围。然而该方法只能判断电池密封性是否合格，无法准确确定漏液点的位置。
专利CN112284635A公开了一种染料电池双极板渗漏的批量检测工装和方法，该方法通过一定时间的荧光剂示踪渗透多片堆叠极板，可以批量高效检测极板的气密性，精确定位漏点及半定量渗漏情况。然而该方法需要高压、热空气循环、紫外光观察显色等测试条件及操作，流程复杂且测试条件苛刻，增加了技术人员的操作难度。
专利CN111982425A公开了一种锂离子电池气密性检测方法及装置，该方法包括去除锂离子电池表面的附着物；将锂离子电池浸没在液体中；加热液体至预设温度；监测锂离子电池的表面是否有气泡冒出，若是，则为不合格品。上述锂离子电池气密性检测方法操作简便可使技术人员快速、准确地定位锂离子电池的泄漏位置。然而该方法对电池的浸没深度及溶液加热温度有严格要求，否则容易污染检测环境，且所加热的溶剂均为有机溶剂，用量大且对人体产生危害。
软包锂离子电池因具有体积小、分量轻、比能量高、安全性高、规划灵活等多种优点，成为目前应用最广泛的锂离子电池。软包锂离子电池的外壳材料为铝塑膜，铝塑膜一般有三层，外层尼龙层保证保证包装铝箔具备良好的形变能力，同时阻止空气尤其是氧的渗透，维持电芯内部的环境。中间层铝层就是一层金属Al构成，其作用是防止水的渗入，且具有一定的厚度强度能够防止外部对电芯的损伤。电池包的热封装主要靠内层聚丙烯层在封头加热的作用下熔化黏合在一起，聚丙烯层不会被电芯内有机溶剂溶解与溶胀，有效阻止内部电解质等与铝层接触，避免铝层被腐蚀。软包电池的泄漏主要是聚丙烯层断裂，电解液与铝层接触产生离子短路或电子短路，不断消耗并腐蚀铝层，从而造成漏液，即聚丙烯层产生裂痕是软包电池漏液的根本原因，对聚丙烯层进行密封性检测即可精准找到漏液位置。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种软包锂离子电池密封性的检测方法，该方法避免了采用高压、加热等苛刻条件，操作简单，能快速、直观地确定漏液位置。
一种软包锂离子电池密封性的检测方法，包括：
S1:去除电池包的外层尼龙层和中间层铝层，保留内层的聚丙烯层；
S2:在所述电池包上注入渗透剂；
S3:观察所述电池包中所述渗透剂的方向和位置，确定所述电池包漏液位置。
进一步地，物理剥离除去所述电池包的所述尼龙层，所述物理剥离为抛光或刮磨中的任一种，酸性溶剂去除所述铝层，优选地，酸性溶剂为王水。王水能有效除去铝层上的致密氧化膜，进而溶解铝层。
进一步地，所述渗透剂中包含着色剂，所述着色剂在白光环境下可见。
进一步地，在所述电池包非封装边区域注入所述渗透剂，注入所述渗透剂后静置5-15min。
进一步地，通过注射器注射，所述注射的深度小于所述聚丙烯层的厚度。
进一步地，采用显微镜观察所述电池包中所述渗透剂的方向和位置，除注射口外，观察到所述渗透剂冒出的位置为漏液位置。
相比于现有技术，本发明的技术方案至少存在以下有益效果：该方法通过对铝塑膜聚丙烯层的密封性检测达到精确定位软包锂离子电池的漏液位置的目的。通过物理剥离和酸性溶剂去除铝塑膜的外层和中间层，得到只含有聚丙烯层的电池包，在电池包中注入含有着色剂的渗透剂，在白光环境下即可通过观察渗透剂冒出的位置判断电池包的漏液位置，该方法避免了采用高压、加热等苛刻条件，操作简单，能快速、直观地确定漏液位置。
附图说明
附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。
图1为本发明一实施例提供的软包锂离子电池密封性检测方法的流程书意图。
具体实施方式
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。
如图1所示，一种软包锂离子电池密封性的检测方法，包括：
S101:去除电池包的外层尼龙层和中间层铝层，保留内层的聚丙烯层；
取一个软包锂离子电池，用陶瓷刀轻轻划破铝塑膜表面的尼龙层，刮去尼龙层暴露出中间层铝层，在室温25℃下将该软包锂离子电池浸泡在王水中，王水没过软包锂离子电池即可，铝层接触王水开始反应并溶解，浸泡10min，铝层消失，铝塑膜呈现透明状态时取出。
对软包锂离子电池来说，铝塑膜中聚丙烯层产生裂痕是软包电池漏液的根本原因，对聚丙烯层进行密封性检测即可精准找到漏液位置。聚丙烯层是铝塑膜的最内层，要对聚丙烯层进行检测需要除去尼龙层和铝层，尼龙层表面光滑，摩擦系数小，比较耐磨，因而可以选用高密度、高硬度和耐磨性能更好的陶瓷器具。金属铝在室温下会与空气中的氧反应生成一层致密的氧化膜，这导致普通的酸性溶剂无法溶解铝。而王水对尼龙层、铝层、聚丙烯层均存在刻蚀作用，王水与铝层的刻蚀刻蚀作用最强，反应速度最迅速，接着是尼龙层，最后是聚丙烯层，划破外层的尼龙层能加快王水与铝层的反应，促进铝层的溶解。在浸泡过程中，铝层和尼龙层均被溶解，在室温条件下浸泡10min即在可除去铝塑膜中的尼龙层和铝层的同时保留聚丙烯层，得到只含有聚丙烯层的铝塑膜。本发明中的王水为现配现用。
S102:在电池包上注入渗透剂；
从王水中取出的软包锂离子电池先经过去离子冲洗干净，除去残留在软包锂离子电池上的酸性溶剂，再使用无尘纸擦干待用。使用注射器吸取DPT-5着色渗透探伤剂，找到电池包非封装区中的热影响区，注射器的注射头处于聚丙烯层中，避免穿过聚丙烯层进入电池包内部与电解液接触，在热影响区注入DPT-5着色渗透探伤剂，注射后常温静置10min。
使用DPT-5着色渗透探伤剂是无损检测技术中最简便而又有效的一种常用检测用段，它对表面开口性缺陷的检测具有显示灵敏、直观性等特点，在毛细作用下，由于液体的润湿和毛细管作用使渗透剂渗入表面开口中去，渗透剂中含有红色染料，利用着色探伤法，在白光下即可观察被测样品的缺陷。注入DPT-5着色渗透探伤剂后在常温下静置10min确保电池包被渗透剂充分浸润，以便后续观察。
铝塑膜铝层具有较好的导热效果，在铝塑膜热封过程中会导致封印附近铝塑膜被加热至聚丙烯熔点以上的温度，如果两层铝塑膜贴合在一起，两层铝塑膜聚丙烯层会粘连在一起，这种热影响区一般可达1-6mm。封印区外两层铝塑膜之间的局部粘连，在软包锂离子电池的后续加工和使用过程中，由于外力的作用，非常容易引起粘连区铝塑膜聚丙烯层破损。热影响区处于非封装区，热影响区的聚丙烯层最容易产生裂痕从而产生漏液点，导致软包锂离子电池漏液。
S103:观察电池包中渗透剂的方向和位置，确定电池包漏液位置。
使用显微镜观察电池包内部红色渗透剂的渗透方向和位置，具体操作如下：
1.把样品电池包平行放置到显微镜的样品台，电池包中注射口的一侧朝上；
2.打开显微镜镜头灯光，调节显微镜镜头和样品电池包距离，使图像清晰度达到最好效果；
3.选择放大倍数(100x)，观察电池包内部渗透剂的渗透方向和位置，除注入渗透剂的注射口外，有渗透剂冒出的位置即为漏液点的位置。
本发明通过对铝塑膜聚丙烯层的密封性检测达到精确定位软包锂离子电池的漏液位置的目的。通过物理剥离和酸性溶剂去除铝塑膜的外层和中间层，得到只含有聚丙烯层的电池包，在电池包中注入含有着色剂的渗透剂，在白光环境下即可通过观察渗透剂冒出的位置判断电池包的漏液位置，该方法避免了采用高压、加热等苛刻条件，操作简单，能快速、直观地确定漏液位置，此外，本发明提供的方法还为软包锂离子电池的生成提供了参考，有利于加强封装工艺管控，降低软包锂离子电池漏液的概率。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种软包锂离子电池密封性的检测方法，其特征在于，包括：
S1:去除电池包的外层尼龙层和中间层铝层，保留内层的聚丙烯层；
S2:在所述电池包上注入渗透剂；
S3:观察所述电池包中所述渗透剂的方向和位置，确定所述电池包漏液位置。
2.根据权利要求1所述的软包锂离子电池密封性的检测方法，其特征在于，物理剥离除去所述电池包中所述尼龙层，所述物理剥离为抛光或刮磨中的任一种。
3.根据权利要求1所述的软包锂离子电池密封性的检测方法，其特征在于，所述电池包浸泡在酸性溶剂中去除所述铝层。
4.根据权利要求3所述的软包锂离子电池密封性的检测方法，其特征在于，所述浸泡的温度为20-30℃，所述浸泡的时间为5-10min。
5.根据权利要求1所述的软包锂离子电池密封性的检测方法，其特征在于，所述渗透剂中包含着色剂，所述着色剂在白光环境下可见。
6.根据权利要求1所述的软包锂离子电池密封性的检测方法，其特征在于，所述电池包包括封装区域和非封装区域，在所述电池包的非封装边区域注入所述渗透剂。
7.根据权利要求6所述的软包锂离子电池密封性的检测方法，其特征在于，注入所述渗透剂后静置5-15min。
8.根据权利要求1所述的软包锂离子电池密封性的检测方法，其特征在于，通过注射器注射，所述注射的深度小于所述聚丙烯层的厚度。
9.根据权利要求1所述的软包锂离子电池密封性的检测方法，其特征在于，采用显微镜观察所述电池包中所述渗透剂的渗透方向和位置，除注射口外，观察到所述渗透剂冒出的位置为漏液位置。
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