CN114486982A - 一种软包锂电池极耳激光焊接质量检测方法 - Google Patents
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Abstract
一种软包锂电池极耳激光焊接质量检测方法,首先进行焊缝温升实验:a.设定其最大允许虚焊长度S;b.制作实验用电池模组,使极耳焊缝中未焊接部分的长度为S;c.将极耳焊缝进行n等分,得到n+1个测温点;d.将两个电芯分别与恒流源A的两个电极连接;e.对各测温点进行测温,计算极耳焊缝温度标准差;f.重新制作实验用电池模组,并重复步骤c~步骤f,直至得到m个极耳焊缝温度标准差;g.计算极耳焊缝温度标准差的平均值;然后根据实验结果对极耳激光焊接质量进行检测。本发明通过焊缝温升实验获得合格电池模组的最大极耳焊缝温度标准差,然后根据实验结果对极耳焊接质量进行检测,能够快速、准确地判断每个锂电池极耳好焊接质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于检测软包锂电池极耳激光焊接质量的方法,属于焊接技术领域。
背景技术
激光焊接是以高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法,由于其具有高效率、低功耗、焊接形变量小等优点,在锂电池行业得到了广泛应用。但是焊接的工件可能存在虚焊、炸焊、焊穿、焊点异常等缺陷,严重威胁产品的安全和质量。因此生产过程中必须对焊缝进行检测,以及时发现并排除焊接不良的电池,避免流入下道工序而造成安全隐患。
参看图1和图2,锂离子电池模组包括两个电芯,第一电芯1的一端设有第一电芯的焊接端极耳101,另一端设有第一电芯的充电端极耳102,第二电芯2的一端设有第二电芯的焊接端极耳201,另一端设有第二电芯的充电端极耳202,第一电芯的焊接端极耳101与第二电芯的焊接端极耳201就是通过激光焊接的方式连接在一起的,焊接过程为:将第一电芯的焊接端极耳101与第二电芯的焊接端极耳201一同放置到支撑铜排5上,然后利用激光焊接机进行焊接。形成的极耳焊缝8是一条直焊缝。
现有的极耳焊缝检测手段主要有两种,即X射线检测和焊缝拉力检测,X射线检测属于非接触式检测方法,该方法融合缺陷检测、定位、几何尺寸精度反求的特性,但由于其应用范围较窄,而且对生产人员素质要求较高,因此尚未在锂电池焊接检测领域广泛应用。焊缝拉力检测主要用于产品的抽检,属于破坏性的测试,不仅造成产品的浪费,而且存在漏检问题,无法验证每个产品的焊接拉力值。同时对于存在弱焊的产品,虽然其焊接的熔池较小,但是焊接拉力不一定小,存在一定的误判风险。因此,寻求一种能够高效、准确地检测软包锂电池极耳激光焊接质量的方法是十分必要的。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术之弊端,提供一种软包锂电池极耳激光焊接质量检测方法,以快速、准确地判断锂电池极耳焊接质量,避免造成产品的浪费。
本发明所述问题是以下述技术方案解决的:
一种软包锂电池极耳激光焊接质量检测方法,所述方法包括以下步骤:
首先进行焊缝温升实验,具体步骤如下:
a.用L表示被检测电池模组的极耳焊缝的长度,设定其最大允许虚焊长度S;
b.制作实验用电池模组,使整个极耳焊缝中未焊接部分的长度为S,焊接部分的长度为L-S;
c.将极耳焊缝沿其长度方向进行n等分,将极耳焊缝的两个端点和每个等分点作为测温点,得到n+1个测温点;
d.将电池模组的两个电芯分别与恒流源输出端的两个电极连接,使恒流源A输出的电流持续流过极耳焊缝并使极耳焊缝的温度达到稳定值;
e.利用测温装置对极耳焊缝上的各测温点进行测温,得到一组测温点温度数据,计算实验用电池模组的极耳焊缝温度标准差σ:
f.改变未焊接部分在极耳焊缝中的位置,重新制作实验用电池模组,并重复步骤c~步骤f,直至得到m个实验用电池模组的极耳焊缝温度标准差;
然后根据实验结果对软包锂电池极耳激光焊接质量进行检测:
上述软包锂电池极耳激光焊接质量检测方法,进行焊缝温升实验的过程中,在利用测温装置对极耳焊缝上的各测温点进行测温的同时,用电压表测量两个电芯的焊接端极耳之间的电压,得到制作的m个实验用电池模组的极耳焊缝压降Vj,j=1,2,…,m,然后求得Vj的平均值对软包锂电池极耳激光焊接质量检测时,用同样的方法测量被检测电池模组的极耳焊缝压降V′,若还要通过对比V′与的大小对焊接质量进行二次判断,若则判断该软包锂电池极耳激光焊接质量合格,否则判断为不合格。
上述软包锂电池极耳激光焊接质量检测方法,进行焊缝温升实验时,最大允许虚焊长度S设定为:S=0.1L~0.12L。
上述软包锂电池极耳激光焊接质量检测方法,所述极耳焊缝上的测温点设置21~61个。
上述软包锂电池极耳激光焊接质量检测方法,进行焊缝温升实验时,制作实验用电池模组的数量为5~10个。
上述软包锂电池极耳激光焊接质量检测方法,所述测温装置为激光测温仪。
上述软包锂电池极耳激光焊接质量检测方法,所述恒流源的输出电流为被检测电池模组的2倍率放电电流。
本发明通过焊缝温升实验获得合格电池模组的最大极耳焊缝温度标准差数据,然后根据实验结果对软包锂电池极耳激光焊接质量进行检测,能够在不破坏产品的情况下快速、准确地判断每个锂电池极耳好焊接质量,避免造成产品的浪费。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详述。
图1是软包锂电池极耳焊缝示意图;
图2是软包锂电池极耳焊缝端面图;
图3是焊缝压降测量示意图;
图4是焊缝温度测量示意图。
图中各标号为:1、第一电芯,101、第一电芯的焊接端极耳,102、第一电芯的充电端极耳,2、第二电芯,201、第二电芯的焊接端极耳,202、第二电芯的充电端极耳,3、恒流源正极,4、恒流源负极,5、支撑铜排,6、电压表负极,7、电压表正极,8、极耳焊缝,9、测温点,10、测温装置,A、恒流源,V、电压表。
具体实施方式
本发明提供了一种软包锂电池极耳激光焊接质量检测方法,该方法提升了焊接质量检测的效率和准确性,解决了传统方法检测效率低、劳动强度大、存在误判风险和造成产品浪费的问题。
本发明使用的检测设备包括焊缝压降测量设备和焊缝温度测量设备。
参看图3,焊缝压降测量设备包括恒流源A和电压表V,恒流源正极3、恒流源负极4、电压表负极6、电压表正极7。焊缝温度测量设备包括测温装置10,测温装置10为激光测温仪。
本方法是在大量实验的基础上总结出来的,实验的目的是找出能够反映极耳激光焊接质量的技术指标,进而构造科学合理的判据。众所周知,焊接质量差将导致焊缝电阻增大,根据焦耳定律可知,当电流一定时,电阻增大发热量就会增大,焊缝温度也会相应上升,因此根据焊缝温度的变化可以判定焊接质量的好坏。然而当焊接缺陷较小时,焊缝温度的变化往往并不明显,而且对于较长的直焊缝,测温点位置的选取将对测量结果造成很大影响,大多数情况下,虚焊、焊穿等焊缝缺陷都是出现在局部,由于电流主要分布在焊接良好的部位,有缺陷的部位电流很小或者为零,其发热量可以忽略,因此有焊接缺陷的部位温度升高量较小或者温度不升高(如漏焊部位),焊接良好的部位因电流密度增加而温度上升,因此一般的温度检测方法无法准确判断极耳激光焊接质量的好坏。由于与正常焊缝相比,有焊接缺陷的部位温升小,焊接良好的部位温升大,因此根据焊缝上不同部位的温度平均值也无法准确判断焊接质量的好坏。
通过分析可知,局部出现焊接缺陷的极耳焊缝,不同部位焊缝温度的分散程度加剧,因此我们根据极耳焊缝温度标准差来判断焊接质量的好坏。
基于上述分析,我们设计了以下实验:
一、极耳焊缝总长度60mm,没有焊接缺陷,对焊缝进行60等分,设置61个测温点,测温点间隔1mm,编号1~61号,恒流源提供电流100A,采用10组焊接后的模组,电压表测量的极耳焊缝压降范围为0.0008~0.0012mV。红外温度仪对焊缝进行温度采集,得到温升均值2.1℃,最高温升2.2℃,最低温升1.8℃,计算出的标准差的平均值为0.013℃。
二、极耳焊缝总长度60mm,正常焊接长度55mm,其余预留空白,设置61个测温点,测温点间隔1mm,编号1~61号,恒流源提供电流100A,采用10组焊接后的模组,预留空白的位置不同,电压表测量的极耳焊缝压降范围为0.0016~0.0019mV。红外温度仪对焊缝进行温度采集,得到温升均值2.2℃,最高点2.9℃,最低点0.5℃,计算出的标准差的平均值为0.819℃。
三、极耳焊缝总长度60mm,正常焊接长度50mm,其余预留空白,设置61个测温点,测温点间隔1mm,编号1~61号,恒流源提供电流100A,采用10组焊接后的模组,预留空白的位置不同,电压表测量的极耳焊缝压降范围为0.0021~0.0025mV。红外温度仪对焊缝进行温度采集,得到温升均值2.3℃,最高温升3.1℃,最低温升0.2℃,计算出的标准差的平均值为2.047℃。
由此可见,对于有局部焊接缺陷的极耳焊缝,焊缝温升均值变化并不明显,而极耳焊缝温度标准差则会增加数十倍,因此采用极耳焊缝温度标准差来判断焊接质量的好坏最准确。
本发明采用以下方法来检测极耳焊缝质量:
首先进行焊缝温升实验,具体步骤如下:
a.用L表示被检测电池模组的极耳焊缝8的长度,设定其最大允许虚焊长度d;
b.制作实验用电池模组,使整个极耳焊缝8中未焊接部分的长度为S,焊接部分的长度为L-S;
c.将极耳焊缝8沿其长度方向进行n等分,将极耳焊缝8的两个端点和每个等分点作为测温点,得到n+1个测温点;
d.将电池模组的两个电芯分别与恒流源A输出端的两个电极连接,使恒流源A输出的电流持续流过极耳焊缝8并使极耳焊缝8的温度达到稳定值;
e.利用测温装置10对极耳焊缝8上的各测温点进行测温,得到一组测温点温度数据,计算实验用电池模组的极耳焊缝温度标准差σ:
f.改变未焊接部分在极耳焊缝8中的位置,重新制作实验用电池模组,并重复步骤c~步骤f,直至得到m个实验用电池模组的极耳焊缝温度标准差;
然后根据实验结果对软包锂电池极耳激光焊接质量进行检测:
用上述方法检测带有局部焊接缺陷的极耳焊缝具有很高的准确性,但在特殊情况下,虽然整个焊缝焊接不良,但是电阻值却比较均匀,此时求出的极耳焊缝温度标准差会很小,容易出现误判。
考虑到焊缝焊接不良时其电阻值必然会增大,恒流源的电流流过时的压降会明显增大,但焊缝的阻值很小,在10的-5次方欧姆,目前的电阻表无法精确测量,因此本发明在利用测温装置10对极耳焊缝8上的各测温点进行测温的同时,用电压表V测量两个电芯的焊接端极耳之间的电压,得到制作的m个实验用电池模组的极耳焊缝压降Vj,j=1,2,…,m,然后求得Vj的平均值对软包锂电池极耳激光焊接质量检测时,用同样的方法测量被检测电池模组的极耳焊缝压降V′,若还要通过对比V′与的大小对焊接质量进行二次判断,若则判断该软包锂电池极耳激光焊接质量合格,否则判断为不合格。
由于焊缝的一些电学特性在大电流下更为明显,因此恒流源输出电流的大小为电芯或模组容量的2C。
Claims (7)
1.一种软包锂电池极耳激光焊接质量检测方法,其特征是,所述方法包括以下步骤:
首先进行焊缝温升实验,具体步骤如下:
a.用L表示被检测电池模组的极耳焊缝的长度,设定其最大允许虚焊长度S;
b.制作实验用电池模组,使整个极耳焊缝中未焊接部分的长度为S,焊接部分的长度为L-S;
c.将极耳焊缝沿其长度方向进行n等分,将极耳焊缝的两个端点和每个等分点作为测温点,得到n+1个测温点;
d.将电池模组的两个电芯分别与恒流源输出端的两个电极连接,使恒流源A输出的电流持续流过极耳焊缝并使极耳焊缝的温度达到稳定值;
e.利用测温装置对极耳焊缝上的各测温点进行测温,得到一组测温点温度数据,计算实验用电池模组的极耳焊缝温度标准差σ:
f.改变未焊接部分在极耳焊缝中的位置,重新制作实验用电池模组,并重复步骤c~步骤f,直至得到m个实验用电池模组的极耳焊缝温度标准差;
然后根据实验结果对软包锂电池极耳激光焊接质量进行检测:
3.根据权利要求1或2所述的一种软包锂电池极耳激光焊接质量检测方法,其特征是,进行焊缝温升实验时,最大允许虚焊长度S设定为:S=0.1L~0.12L。
4.根据权利要求3所述的一种软包锂电池极耳激光焊接质量检测方法,其特征是,所述极耳焊缝上的测温点设置21~61个。
5.根据权利要求4所述的一种软包锂电池极耳激光焊接质量检测方法,其特征是,进行焊缝温升实验时,制作实验用电池模组的数量为5~10个。
6.根据权利要求5所述的一种软包锂电池极耳激光焊接质量检测方法,其特征是,所述测温装置为激光测温仪。
7.根据权利要求3所述的一种软包锂电池极耳激光焊接质量检测方法,其特征是,所述恒流源的输出电流为被检测电池模组的2倍率放电电流。
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104749482A (zh) * | 2015-03-25 | 2015-07-01 | 中航锂电(洛阳)有限公司 | 一种电池电芯的焊接可靠性测试方法 |
CN107271486A (zh) * | 2017-07-25 | 2017-10-20 | 北京华特时代电动汽车技术有限公司 | 电池焊接的质量检测方法及系统 |
CN107462838A (zh) * | 2017-08-02 | 2017-12-12 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种锂离子动力电池模组虚焊检测方法 |
CN109738804A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-10 | 连云港正道电池技术有限公司 | 一种钛酸锂电池模组超声波焊接虚焊检测方法及其检测装置 |
KR20210127034A (ko) * | 2020-04-13 | 2021-10-21 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지용 용접 검사장치 및 검사방법 |
-
2022
- 2022-01-17 CN CN202210048108.2A patent/CN114486982A/zh active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104749482A (zh) * | 2015-03-25 | 2015-07-01 | 中航锂电(洛阳)有限公司 | 一种电池电芯的焊接可靠性测试方法 |
CN107271486A (zh) * | 2017-07-25 | 2017-10-20 | 北京华特时代电动汽车技术有限公司 | 电池焊接的质量检测方法及系统 |
CN107462838A (zh) * | 2017-08-02 | 2017-12-12 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种锂离子动力电池模组虚焊检测方法 |
CN109738804A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-10 | 连云港正道电池技术有限公司 | 一种钛酸锂电池模组超声波焊接虚焊检测方法及其检测装置 |
KR20210127034A (ko) * | 2020-04-13 | 2021-10-21 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지용 용접 검사장치 및 검사방법 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
陈衡 等: "《电力设备故障红外诊断》", vol. 1, 31 January 1999, 中国电力出版社, pages: 126 - 127 * |
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