CN114964643A - 二次电池检漏方法、控制器和二次电池检漏系统 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种二次电池检漏方法、控制器和二次电池检漏系统。二次电池检漏方法，包括：将二次电池放入检测腔中；将检测腔抽真空至第一预设值，并将二次电池抽真空至第二预设值；向二次电池中注入氢气和氮气的混合气体，使二次电池内的真空度达到第三预设值；和利用氢检仪对二次电池所泄漏的气体进行检测分析，以确定二次电池的漏率。这样，可以基于较低的成本实现较高精度的二次电池检漏过程。
Description
技术领域
本公开涉及二次电池气密性检测技术领域，特别涉及一种二次电池检漏方法、控制器和二次电池检漏系统。
背景技术
随着新能源产业的快速发展，特别是电动汽车的迅速发展，锂电池等二次电池的应用日益广泛，对二次电池安全性的要求也越来越高。
气密性是影响二次电池安全性能的一个重要指标。实际生产过程中，通常需要对二次电池进行检漏，以确定二次电池的气密性是否符合要求。然而，如何基于较低的成本实现对二次电池的较高精度的检漏，一直是个难题。
发明内容
本公开旨在提供一种二次电池检漏方法、控制器和二次电池检漏系统，以基于较低的成本实现较高精度的二次电池检漏过程。
为了解决上述技术问题，本公开所提供的二次电池检漏方法，包括对二次电池进行检漏，对二次电池进行检漏包括：
将二次电池放入检测腔中；
将检测腔抽真空至第一预设值，并将二次电池抽真空至第二预设值；
向二次电池中注入氢气和氮气的混合气体，使二次电池内的真空度达到第三预设值；和
利用氢检仪对二次电池所泄漏的气体进行检测分析，以确定二次电池的漏率。
基于上述设置，可以实现对二次电池的氢检过程，与二次电池常用的氦检方式相比，可以有效降低检漏成本，使得能够基于较低的成本实现较高精度的二次电池检漏过程。
在一些实施例中，二次电池检漏方法还包括：
在对二次电池进行检漏之后，对二次电池进行加热，并使用干燥气体带走二次电池的水分。
在一些实施例中，对二次电池进行加热，并使用干燥气体带走二次电池的水分包括：
将完成检漏的二次电池放入干燥室中，并将干燥室加热至目标温度；
对干燥室抽真空，使干燥室内的真空度达到第一目标值；
向干燥室中充入干燥气体，使干燥室内的真空度达到第二目标值；
对干燥室进行保压；和
循环地对干燥室进行抽真空、充干燥气体和保压，直至二次电池的含水量达标。
基于上述设置，使得氢检后的二次电池的水分能够达标，从而有效解决氢检后二次电池水分超标的问题。
在一些实施例中，目标温度值为100℃～120℃；和/或，第一目标值小于或等于-97kpa；和/或，第二目标值为-60～-50kpa。基于此，干燥效果更好，干燥效率更高。
在一些实施例中，每次向干燥室中注入干燥气体的操作持续10～30s；和/或，循环地对干燥室进行抽真空、充干燥气体和保压，共计持续4.5～6h。基于此，可以更有效地减少二次电池内的水分。
在一些实施例中，二次电池检漏方法还包括：
在对二次电池进行检漏之前，以混合气体作为标漏气体，对氢检仪进行校准。
用与正式检测时所用的混合气体一致的氢氮混合气体来进行校准，校准结果准确性更高，有利于进一步提高漏率确定结果的准确性。
在一些实施例中，第一预设值为45～35pa；和/或，第二预设值小于或等于-50kpa；和/或，第三预设值为0～-2kpa。基于此，便于实现对二次电池30更高精度的检漏过程。
在一些实施例中，在二次电池内的真空度达到第三预设值后，保压3～5s。这样，方便氢检仪获得更加准确的检测结果。
在一些实施例中，利用氢检仪对二次电池所泄漏的气体进行检测分析包括：
对第一管路抽真空，使第一管路的真空度达到第四预设值，第一管路为检测腔至氢检仪之间的管路；
使第二管路导通，第二管路为氢检仪的分子泵的启动入口与第一管路之间的管路；
待第二管路的真空度达到第五预设值时，将分子泵的检测入口与第一管路连通；和
待第二管路的真空度达到第六预设值时，使氢检仪开始对二次电池所泄漏的气体进行分析。
基于上述设置，氢检仪可以顺利实现对二次电池漏率的高精度检测。
在一些实施例中，第四预设值为1490～1510pa；和/或，第五预设值为190～210pa；和/或，第六预设值为30～50pa。基于此，氢检仪的二次电池检漏结果更加准确。
在一些实施例中，混合气体中，氢气的比例为5％，氮气的比例为95％。基于此，二次电池检漏结果更加准确。
本公开所提供的控制器，包括存储器和耦接至存储器的处理器，处理器被配置为基于存储在存储器中的指令执行本公开实施例的二次电池检漏方法。
在控制器的控制下，可以实现对二次电池的氢检，降低二次电池检漏成本。
本公开所提供的二次电池检漏系统，包括检漏设备和本公开实施例的控制器，检漏设备包括检测腔、氢检仪、第一抽真空设备和第一注气设备，检测腔用于容置二次电池，氢检仪与检测腔连接，并用于对二次电池泄漏的气体进行检测分析，第一抽真空设备与检测腔和二次电池连接，以对检测腔和二次电池抽真空，第一注气设备与二次电池连接，以将氢气和氮气的混合气体注入二次电池中，控制器与检漏设备信号连接。
所提供的二次电池检漏系统，可以实现对二次电池的氢检，降低二次电池检漏成本。
在一些实施例中，二次电池检漏系统还包括干燥设备，干燥设备包括干燥室、加热器、第二抽真空设备和第二注气设备，干燥室用于容置完成检漏的二次电池，加热器用于对干燥室进行加热，第二抽真空设备和第二注气设备均与干燥室连接，第二抽真空设备用于对干燥室抽真空，第二注气设备用于向干燥室中注入干燥气体。
利用干燥设备对完成氢检的二次电池进行复合干燥，可以有效减少二次电池内的水分，解决氢检后二次电池内水分超标的问题。
在一些实施例中，检漏设备还包括标漏件，标漏件连接于氢检仪的分子泵的检测入口，并利用混合气体对氢检仪进行校准。
用与正式检测时所用的混合气体一致的氢氮混合气体来进行校准，校准结果准确性更高，有利于进一步提高漏率确定结果的准确性。
本公开的实施例将二次电池的检漏方式由氦检改为氢检，可以有效降低二次电池的检漏成本，使得能够基于较低的成本实现较高精度的二次电池检漏过程。
通过以下参照附图对本公开的示例性实施例进行详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出二次电池的结构。
图2为本公开实施例中二次电池检漏系统的结构简图。
图3为本公开实施例中检漏设备的结构简图。
图4为本公开实施例中干燥设备的结构简图。
图5为本公开实施例中二次电池检漏方法的流程示意图。
图6为本公开实施例中对二次电池进行检漏的流程示意图。
图7为本公开实施例中利用氢检仪对二次电池泄漏气体进行检测分析的流程示意图。
图8为本公开实施例中对氢检后的二次电池进行干燥的流程示意图。
图9为本公开实施例中控制器的结构简图。
附图标记说明：
100、二次电池检漏系统；10、检漏设备；20、干燥设备；30、二次电池；301、电极组件；302、外壳；303、壳体；304、端盖；305、转接件；306、电极端子；307、极耳；308、注液孔；
1、检测腔；
2、氢检仪；21、分子泵；2a、启动入口；2b、检测入口；2c、出口；22、离子源；23、速度选择器；24、偏转磁场；25、放大器；26、读取板；27、真空检测部件；28、电子规管；29、标漏件；
3、第一抽真空设备；31、第一抽真空装置；32、第二抽真空装置；33、第三抽真空装置；34、真空泵；
41、第一注气设备；42、第二注气设备；43、储气件；
5、干燥室；
6、第二抽真空设备；
7、加热器；
8、控制器；81、存储器；82、处理器；83、通信接口；84、总线；
91、第一管路；92、第二管路；93、第三管路；94、第一支路；95、第二支路；99、检漏口；
V1、第一阀；V2、第二阀；V3、第三阀；V4、第四阀；V5、第五阀；V6、排气阀；V7、第一控制阀；V8、第二控制阀。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有开展创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在本公开的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
在本公开的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本公开保护范围的限制。
此外，下面所描述的本公开不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
由于具有能量密度高、循环使用次数多以及存储时间长等优点，锂电池等二次电池具有良好的应用前景。锂电池等二次电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具，以及军事装备和航空航天等多个领域。
图1示例性地示出了二次电池的结构。
参照图1，二次电池30包括外壳302、电极组件301、转接件305和电极端子306。
其中，外壳302用于容置位于外壳302内部的部件(例如电极组件301和转接件305)，以为位于外壳302内部的部件提供保护。外壳302包括壳体303和端盖304。端盖304盖合于壳体303的端部开口，使得外壳302内部形成用于容置电极组件301等的密闭空间。端盖304上设有注液孔308，以向外壳302中注入电解液。在二次电池成品中，注液孔308通常被封堵件(图中未示出)封堵密封。封堵件通常采用激光焊接方式固定，以封闭注液孔308，防止在使用过程中因电解液外渗污染周围空气和环境，或因水汽或金属颗粒进入二次电池单体内部，造成正负电极短路。
电极组件301用于产生电能，其设置于外壳302内部，并通过与注入外壳302中的电解液进行电化学反应，而提供电能。电极组件301由正极片、负极片及位于正负极片之间的绝缘隔片一同堆叠或卷绕形成。正极片和负极片均具有涂覆有活性物质的涂覆部和由涂覆部向外延伸的未涂覆活性物质的极耳307。电极组件301所产生的电能通过极耳307向外传递。其中，正极片对应的极耳307可以称为正极耳，而负极片对应的极耳307则称为负极耳。正极耳从正极片的涂覆部延伸出，负极耳从负极片的涂覆部延伸出。一些情况下，例如在一些方形二次电池中，正极耳和负极耳位于电极组件301的同一端。另一些情况下，例如在一些圆柱形二次电池冲，正极耳和负极耳位于电极组件301的相对两端。
根据实际使用需求，外壳302中电极组件301的数量可以为一个，两个，或多个。
转接件305设置于外壳302中，并位于电极组件301的极耳307与电极端子306之间，用于实现电极组件301与电极端子306之间的电连接，以将电极组件301所产生的电能传递至电极端子306。其中，与正极耳相应的转接件305称为正转接件，与负极耳相应的转接件305称为负转接件。
电极端子306通过转接件305与电极组件301电连接，并用于与外部电路连接，以将电极组件301所产生的电能传递至二次电池30的外部。其中，与负极耳相应的电极端子306称为负极端子，与正极耳相应的电极端子306称为正极端子。
随着应用领域的不断扩大，对二次电池30安全性能的要求也在不断提高。而气密性是二次电池30安全性能的一个重要指标。以二次电池30为锂电池的情况为例。由于锂电池中使用了含锂的电极材料，而这种含锂的电极材料在遇到空气中的氧气和水蒸气后，容易性能恶化，甚至导致爆炸，因此，要求锂电池密封性良好，以免水或氧气等意外进入锂电池中，引发安全事故，影响锂电池的安全性能。
在二次电池30实际生产过程中，壳体303与端盖304之间以及封堵件与端盖304之间通常采用焊接方式(例如激光焊接)固定在一起，受加工精度以及焊接工艺等各方面因素的影响，二次电池30上容易出现少量虚焊或气孔，影响二次电池30的气密性，因此，需要对二次电池30进行检漏，以确定二次电池30的气密性是否合格。
目前，在对二次电池30进行气密性检测时，通常采用氦气检漏方式(简称氦检方式)。氦气检漏方式是以氦气作为示漏气体的一种气密性检测方式，其通过向抽真空后的二次电池30中注入氦气，然后利用氦检仪检测由二次电池30泄漏至抽真空后的检测腔中的氦气量，来确定二次电池30的气密性。其中，用作示踪气体的氦气的纯度通常达到99.9999％。
采用氦气检漏方式，虽然可以实现对二次电池30气密性的检测，但由于国内氦气存储量较低，基本依赖进口，价格较高，容易垄断，因此，导致二次电池30检漏过程存在成本较高的问题。
针对上述情况，本公开提供一种二次电池检漏方法、控制器和二次电池检漏系统，通过将二次电池30的气密性检测方式由氦气检漏方式，改变为氢气检漏方式，来降低二次电池30的检漏成本。
为了方便理解，首先对本公开的二次电池检漏系统进行介绍。
图2-4示例性地示出了二次电池检漏系统的结构。
参见图2，二次电池检漏系统100包括检漏设备10，检漏设备10用于对二次电池30进行检漏，以实现对二次电池30气密性的检测，作为判断二次电池30气密性是否合格的依据。
图3进一步示出了检漏设备10的结构。
参见图3，检漏设备10包括检测腔1、氢检仪2、第一抽真空设备3和第一注气设备41。
其中，检测腔1用于容置二次电池30。检测腔1在二次电池30放入后被密封。
第一抽真空设备3与检测腔1和二次电池30连接，以对检测腔1和二次电池30抽真空。一些实施例中，第一抽真空设备3包括第一抽真空装置31和第二抽真空装置32，分别与检测腔和二次电池30连接，以分别对检测腔1和二次电池30抽真空。第一抽真空装置31与检测腔1之间设有第一控制阀V7，以控制第一抽真空装置31与检测腔1之间是否连通，进而控制第一抽真空装置31是否对检测腔1抽真空。作为示例，第一抽真空装置31为真空泵34。
第一注气设备41与二次电池30连接，以将氢气和氮气的混合气体注入二次电池30中。一些实施例中，第一注气设备41包括储气件43。储气件43内存储有氢气和氮气的混合气体，例如，存储有由5％的氢气和95％的氮气组成的混合气体。储气件43与二次电池30连接。并且，储气件43与二次电池30之间设有第二控制阀V8，以控制储气件43是否与二次电池30连通，进而控制储气件43中的混合气体是否流至二次电池30中。第二控制阀V8在二次电池30被抽真空时打开，则在压差作用下，储气件43内的混合气体即可流至二次电池30中，实现混合气体在二次电池30中的充注。
氢检仪2与检测腔1连接，并用于对二次电池30泄漏的气体进行检测分析。
氢检仪2是一种对含氢气气体进行检测的质谱检测设备，其通过对被检对象所泄漏的含氢气气体进行质谱分析，来确定被检对象在单位时间内的气体泄漏量，即，确定被检对象的漏率。漏率是指每秒时间内所泄漏的气体量。由于压力一定，因此，漏率与漏孔大小正相关，所以，基于氢检仪2所确定的漏率，能够确定被检对象的漏孔大小。
图3中大致示出了氢检仪2的结构。
如图3所示，氢检仪2包括分子泵21、离子源22、速度选择器23、偏转磁场24、放大器25和读取板26。分子泵21、离子源22、速度选择器23、偏转磁场24、放大器25和读取板26沿着气体流动方向依次连接。分子泵21为气体在氢检仪2中的流动提供驱动力。离子源22将气体分子电离成离子，形成离子束。速度选择器23对从离子源22流出的离子束进行速度选择，使得只有满足速度要求的粒子可以通过。通过速度选择器23的粒子垂直进入偏转磁场24。偏转磁场24使进入的粒子发生偏转，进行匀速圆周运动。在匀速圆周运动过程中，根据粒子质量不同，运行半径不同的原则，不同粒子打通照相底片上不同的位置，形成不同的质谱线。放大器25将质谱信号进行放大，并传输至读取板26。读取板26将信号反馈到上位机，完成漏率检测。
为了实现对二次电池30的漏率检测，如图3所示，氢检仪2通过第一管路91与检测腔1连接。
其中，第一管路91为连接于氢检仪2和检测腔1之间的管路。如图3所示，一些实施例中，第一管路91与第一抽真空设备3连接，使得第一抽真空设备3还对第一管路91抽真空。具体地，一些实施例中，第一管路91上设有检漏口99。检漏口99为管道接口，用于与不同设备进行连接。第一抽真空设备3与第一管路91的位于检漏口99和氢检仪2之间的部分连接，以对第一管路91抽真空。更具体地，一些实施例中，第一抽真空设备3包括第三抽真空装置33，第三抽真空装置33与第一管路91的位于检漏口99和氢检仪2之间的部分连接，用于对第一管路91抽真空。一些实施例中，第一管路91上设有第四阀V4。第四阀V4设置于第一管路91的位于检漏口99和第三抽真空装置33之间的部分上，通过控制第一管路91的位于检漏口99和第三抽真空装置33之间的部分是否连通，来控制第三抽真空装置33是否对第一管路91抽真空。另外，一些实施例中，第一管路91上设有真空检测部件27(例如电子规管28)，以对第一管路91的真空度进行检测。作为示例，第三抽真空装置33为真空泵34。
由图3可知，氢检仪2通过分子泵21与第一管路91连接。分子泵21具有启动入口2a、检测入口2b和出口2c。出口2c与离子源22连接。启动入口2a和检测入口2b分别通过第二管路92和第三管路93与第一管路91连接。
其中，第二管路92为启动入口2a与第一管路91之间的管路。如图3所示，一些实施例中，第二管路92上设有第一阀V1，通过控制第二管路92的通断，来控制启动入口2a与第一管路91是否连通。另外，如图3所示，一些实施例中，第二管路92上设有真空检测部件27(例如电子规管28)，以对第二管路92的真空度进行检测。
第三管路93为检测入口2b与第一管路91之间的管路。如图3所示，一些实施例中，第三管路93包括第一支路94和第二支路95。第一支路94和第二支路95并联地连接于检测入口2b和第一管路91之间。第一支路94上设有第二阀V2，通过控制第一支路94的通断，来控制检测入口2b与第一管路91是否连通。第二支路95上设有第三阀V3，通过控制第二支路95的通断，来控制检测入口2b与第一管路91是否连通。同时设有第一支路94和第二支路95时，第一支路94和第二支路95可以互为备用，使得其中一个故障时，另一个仍能工作，从而提高氢检仪2的工作可靠性。并且，同时设有第一支路94和第二支路95，还方便满足不同梯度泄露量的检测，例如满足泄漏量较大的大漏、泄漏量中等的中漏和泄漏量较小的微漏等不同情况的检漏需求。
其中，启动入口2a和检测入口2b分别用于控制分子泵21是否启动以及是否进行质谱分析。当第一阀V1打开，启动入口2a与抽真空后的第一管路91连通时，分子泵21才能启动。当第二阀V2或第三阀V3打开，检测入口2b与检测腔1连通时，检测腔1中的气体经由第一管路91和第三管路93进入分子泵21，并在分子泵21的作用下，经由分子泵21的出口2c流向离子源22，使得氢检仪2可以开始对泄漏气体进行质谱分析。
另外，如图3所示，一些实施例中，氢检仪2还包括排气阀V6，排气阀V6设置于连接氢检仪2与外部环境的管路上，以控制氢检仪2是否与外部环境是否连通，便于在氢检仪2出现异常时，将氢检仪2内的气体排出至大气环境。例如，在氢检仪2吸入异常气体过多时，可以利用排气阀V6将氢检仪2与外部大气连通，以降低氢检仪2内异常气体的浓度。
在基于所提供的检漏设备10对二次电池30进行检漏时，第一抽真空设备3对检测腔1和二次电池30抽真空，第一注气设备41向抽真空后的二次电池30中注入氢气和氮气的混合气体。基于真空吸附原理，注入二次电池30中的氢气和氮气的混合气体，经由二次电池30上的漏孔从二次电池30泄漏至检测腔1中，并被氢检仪2采样分析，得到二次电池30的漏率，实现对二次电池30气密性的检测。
可见，基于所提供的检漏设备10，可以以氢气和氮气的混合气体作为示漏气体，来实现对二次电池30的气密性检测。这种以氢气和氮气的混合气体作为示漏气体，来实现气密性检测的方式，即称为氢气检漏方式(简称氢检方式)，或者也称为氢氮混合气检漏法。
由于氢的分子量与氦相近，是所有化学元素中，分子量最小且最轻的元素，具有很好的扩散性，逃逸性很强，吸附和粘滞性很低，且氢分子移动速度要高于其他分子，因此，使用含有低浓度氢气的混合气体作为示漏气体，便于在检漏过程中，更快速地响应，并进行更高精度地检测。所以，采用氢气检漏法，来对二次电池30进行漏率检测，可以实现较高精度的检漏过程。
并且，在采用氢气检漏法，来检测二次电池30漏率时，由于示漏气体不再为氦气，而是氢气和氮气的混合气体，氢气和氮气的混合气体与氦气相比，价格较低，因此，可以有效降低二次电池30的检漏成本，实现较低成本的检漏过程。
可见，采用氢气检漏方式，对二次电池30进行气密性检测，可以基于较低的成本实现较高精度的二次电池检漏过程。
同时，氢气与氮气的混合气体(例如5％氢气与95％氮气的混合气体)是不可燃的，无毒性和腐蚀性，不会对设备和环境产生不利影响。因此，采用氢气检漏法，来检测二次电池30的漏率，也较为安全环保。
虽然氢气检漏法已经有所应用，但目前氢气检漏法通常用于制冷行业，而没有用来对二次电池30进行气密性检测。氢检法应用于二次电池30的一个主要障碍在于，二次电池30氢检后，部分氢气残留在二次电池30内部，可能会造成二次电池30内部水含量超标，增加的水分子会附着在正负极片上，对二次电池性能、内阻和充放电次数等产生不利影响。一直以来，该氢检后水分超标的问题未能得以有效解决，导致行业内普遍认为，氢检方式并不适用于二次电池30。
而本公开突破行业内的固有认识，将氢检方式应用于二次电池30，可以有效提高二次电池30的检漏精度，降低二次电池30的检漏成本。
并且，为了进一步解决氢检后二次电池30内水分超标的问题，参见图2，一些实施例中，二次电池检漏系统100还包括干燥设备20。干燥设备20用于对氢检后的二次电池30进行干燥，以减少氢检后二次电池30内的水分，使氢检后的二次电池30水分达标，进而避免过多的水分对二次电池30产生不利影响。
图4示例性地示出了干燥设备20的结构。
参见图4，一些实施例中，干燥设备20包括干燥室5、加热器7、第二抽真空设备6和第二注气设备42。干燥室5用于容置完成检漏的二次电池30。加热器7用于对干燥室5进行加热。第二抽真空设备6和第二注气设备42均与干燥室5连接。第二抽真空设备6用于对干燥室5抽真空。第二注气设备42用于向干燥室5中注入干燥气体。示例性地，第二抽真空设备6包括真空泵34。第二注气设备42包括储气件43。第二注气设备42的储气件43内存储有干燥气体(例如干燥的氮气或空气)，以向抽真空后的干燥室5中注入干燥气体。
加热器7进行加热后，二次电池30内的水分会挥发到干燥室5内，这种情况下，向抽真空后的干燥室5内注入干燥气体，则干燥气体可以与挥发至干燥室5内的水分结合，此时，再对干燥室5抽真空，将与水分结合的干燥气体抽出，就能把所挥发的水分带出，实现对二次电池30的干燥。
可见，基于所提供的干燥设备20，可以采用加热和干燥气体循环流动两种方式，来对氢检后的二次电池30进行干燥，与单一加热干燥方式相比，干燥效率更高，干燥效果更好，可以有效减少氢检后的二次电池30内的水分。
采用上述加热与干燥气体循环流动的耦合干燥方式，可以有效解决二次电池30氢检后水分超标问题，使得二次电池30在氢检后，仍可以水分达标，从而有效扫除氢检在二次电池30上的应用障碍，使得氢检方式可以顺利应用于二次电池30。
接下来，对本公开所提供的二次电池检漏方法进行说明。
图5-8示例性地示出了本公开二次电池检漏方法的流程。
参见图5，一些实施例中，二次电池检漏方法包括：
S200、对二次电池30进行检漏。
并且，参见图6，步骤S200对二次电池30进行检漏包括：
S201、将二次电池30放入检测腔1中。
S202、将检测腔1抽真空至第一预设值，并将二次电池30抽真空至第二预设值；
S203、向二次电池30中注入氢气和氮气的混合气体，使二次电池30内的真空度达到第三预设值；和
S204、利用氢检仪2对二次电池30所泄漏的气体进行检测分析，以确定二次电池30的漏率。
基于上述步骤S201～S204，可以实现对二次电池30的氢检过程，与二次电池30常用的氦检方式相比，可以有效降低检漏成本，使得能够基于较低的成本实现较高精度的二次电池检漏过程。
其中，作为示例，第一预设值为45～35pa；和/或，第二预设值小于或等于-50kpa；和/或，第三预设值为0～-2kpa。基于此，便于实现对二次电池30更高精度的检漏过程。
另外，参见图7，在一些实施例中，步骤S204中利用氢检仪2对二次电池30所泄漏的气体进行检测分析包括：
S206、对第一管路91抽真空，使第一管路91的真空度达到第四预设值；
S207、使第二管路92导通；
S208、待第二管路92的真空度达到第五预设值时，将分子泵21的检测入口2b与第一管路91连通；和
S209、待第二管路92的真空度达到第六预设值时，使氢检仪2开始对二次电池30所泄漏的气体进行分析。
其中，如前面已经介绍的，第一管路91为检测腔1至氢检仪2之间的管路；第二管路92为氢检仪2的分子泵21的启动入口2a与第一管路91之间的管路。
基于上述步骤S206～S209，氢检仪2可以顺利实现对二次电池30漏率的高精度检测。
示例性地，第四预设值为1490～1510pa；和/或，第五预设值为190～210pa；和/或，第六预设值为30～50pa。基于此，氢检仪2的二次电池检漏结果更加准确。
另外，回到图6，一些实施例中，步骤S200不仅包括步骤S201～S204，同时还包括：
S205、在二次电池30内的真空度达到第三预设值后，保压3～5s。
步骤S205位于步骤S203和步骤S204之间，使得混合气体充注完成后，不必立即启动氢检仪2进行检测，而是先进行保压，保压后，再利用氢检仪2进行检测，这样，一方面，二次电池30可以更稳定地保持于第三预设值，另一方面，二次电池30内的气体可以进行充分泄漏，因此，方便氢检仪2获得更加准确的检测结果。
回到图5，在一些实施例中，二次电池检漏方法不仅包括步骤S200，同时还包括：
S300、在对二次电池30进行检漏之后，对二次电池30进行加热，并使用干燥气体带走二次电池30的水分。
步骤S300是步骤S200之后的干燥步骤，该干燥步骤不仅采用加热方式对氢检后的二次电池30进行干燥，还进一步利用流动的干燥气体，来带走二次电池30受热挥发至干燥室5内的水分，这样，使得氢检后的二次电池30的水分能够达标，从而有效解决氢检后二次电池水分超标的问题。
图8进一步示出了步骤S300的过程。
参见图8，在一些实施例中，步骤S300对二次电池30进行加热，并使用干燥气体带走二次电池30的水分包括：
S301、将完成检漏的二次电池30放入干燥室5中，并将干燥室5加热至目标温度；
S302、对干燥室5抽真空，使干燥室5内的真空度达到第一目标值；
S303、向干燥室5中充入干燥气体，使干燥室5内的真空度达到第二目标值；
S304、对干燥室5进行保压；和
S305、循环地对干燥室5进行抽真空、充干燥气体和保压，直至二次电池30的含水量达标。
基于上述步骤S301～S305，可以实现对氢检后的二次电池30的复合干燥，使得氢检后的二次电池30，不仅可以被加热干燥，而且可以被干燥气体干燥，从而有效减少氢检后的二次电池30内的水分。
其中，在一些实施例中，目标温度值为100℃～120℃；和/或，第一目标值小于或等于-97kpa；和/或，第二目标值为-60～-50kpa。基于此，干燥效果更好，干燥效率更高。
另外，在一些实施例中，每次向干燥室5中注入干燥气体的操作持续10～30s，也即，每次步骤S303的持续时间为10～30s。这样，可以更可靠地使干燥室5内的真空度达到所需要的第二目标值。
此外，在一些实施例中，循环地对干燥室5进行抽真空、充干燥气体和保压，共计持续4.5～6h。在4.5～6h内循环地对干燥室5进行抽真空、充干燥气体和保压，可以更充分地利用流动的干燥气体来带走二次电池30挥发至干燥室5内的水分，更有效地减少二次电池30内的水分。
再次回到图5，在一些实施例中，二次电池检漏方法不仅包括步骤S200，同时还包括：
S100、在对二次电池30进行检漏之前，以氢气和氮气的混合气体作为标漏气体，对氢检仪2进行校准。
在对二次电池30进行检漏之前，对氢检仪2进行校准，有利于获得更加准确的漏率检测结果。
通常，在氢检方式中，仅在正式检测前，用单一氢气对氢检仪2进行校准。这种情况下，由于校准所用的仅为氢气，而正式检测时所用的却是氢氮混合气体，二者并不一致，因此，校准结果准确性较差，容易导致最终所确定的漏率不够准确。
而在步骤S100中，不再仅用氢气来进行校准，而是用与正式检测时所用的混合气体一致的氢氮混合气体来进行校准，因此，校准结果准确性更高，有利于进一步提高漏率确定结果的准确性。
校准过程基于标漏件29来进行。如图3所示，标漏件29连接于氢检仪2的分子泵21的检测入口2b，并利用混合气体对氢检仪2进行校准。标漏件29内设有第一腔(图中未示出)和第二腔(图中未示出)。第一腔位于第二腔中。第二腔与检测入口2b连接，例如，一些实施例中，第二腔通过与第三管路93连接，而实现与检测入口2b的连接。第一腔内盛装有氢气与氮气的混合气体。且第一腔的腔壁上设有通孔(例如纳米孔)，以使得第一腔内的混合气体，可以经由通孔漏至第二腔中，进而可以在需要校准时，流至检测入口2b中，被氢检仪2检测，以模仿二次电池30的泄漏过程，实现对氢检仪2的校准。
标漏件29自身具有额定漏率，是已知的。校准过程中，氢检仪2可以测得一个标漏件29的实际漏率。那么，基于额定漏率和实际漏率，可以根据公式比例系数＝额定漏率/实际漏率，得到比例系数。该比例系数于是可以用于正式检测结果的处理过程，根据公式氢检仪输出漏率＝实际检测值*比例系数，获得正式检测过程所确定的氢检仪输出漏率，作为二次电池30的漏率。
如图3所示，一些实施例中，标漏件29与检测入口2b之间的管路上设有第五阀V5，该第五阀V5用于控制标漏件29是否与检测入口2b连通，以控制是否执行校准步骤。
校准过程，可以先对第一管路91抽真空，再连通氢检仪2的启动入口2a与第一管路91，之后再将标漏件28与氢检仪2的检测入口2b连通，使氢检仪2开始对标漏件29所泄漏的气体进行分析。
接下来对图2-7所示的实施例予以进一步地说明。
如图2-9所示，在该实施例中，二次电池检漏系统100包括检漏设备10和干燥设备20，且检漏设备10包括检测腔1、氢检仪2、第一抽真空设备3、第一注气设备41和标漏件29，且干燥设备20包括干燥室5、加热器7、第二抽真空设备6和第二注气设备42。
检测腔1用于容置二次电池30。氢检仪2通过第一管路91与检测腔1连接，并用于对二次电池30泄漏的气体进行质谱分析。第一抽真空设备3包括分别与检测腔1、二次电池30和第一管路91连接的第一抽真空装置31、第二抽真空装置32和第三抽真空装置33，以分别对检测腔1、二次电池30和第一管路91抽真空。第一注气设备41包括内部存储有5％的氢气和95％的氮气的混合气体的储气件43。第一注气设备41的储气件43与二次电池30连接，以将储气件43内的氢氮混合气体注入二次电池30中。标漏件29与氢检仪2的检测入口2b连接，具体地，标漏件29与氢检仪2的第一支路94连接。标漏件29内部盛放有5％的氢气和95％的氮气的混合气体，以利用相应的氢氮混合气体，来对氢检仪2进行校准。
干燥室5用于容置完成检漏的二次电池30。加热器7用于对干燥室5进行加热。第二抽真空设备6和第二注气设备42均与干燥室5连接，分别用于对干燥室5抽真空和向干燥室5中注入干燥气体。干燥气体为干燥的氮气或干燥的空气。
另外，检测设备10还包括第一阀V1、第二阀V2、第三阀V3、第四阀V4、第五阀V5、排气阀V6、第一控制阀V7、第二控制阀V8和电子规管28。第一阀V1设置于氢检仪2的第二管路92上。第二阀V2设置于氢检仪2的第一支路94上。第三阀V3设置于氢检仪2的第二支路95上。第四阀V4设置于第一管路91上。第五阀V5设置于标漏件29与第一支路94之间的管路上。排气阀V6设置于第二支路95与外部大气连通的管路上。第一控制阀V7设置于第一抽真空装置31与检测腔1之间的管路上。第二控制阀V8设置于第一注气设备41的储气件43与二次电池30之间的管路上。第一管路91和第二管路92上均设有电子规管28，以检测第一管路91和第二管路92内的真空度。
在利用该实施例的检测系统100对二次电池30进行检漏时，过程大致如下：
先执行步骤S100，利用5％的氢气和95％的氮气的混合气体对氢检仪2进行校准。
然后执行步骤S200，对二次电池30进行检漏。该步骤S200发生于二次电池30的电极组件301已装入外壳302中，而封堵件尚未焊接于端盖304上，注液孔308被其他密封件临时密封的情况下。
再然后执行步骤S300，对二次电池30进行加热，并使用干燥气体带走二次电池30的水分。该步骤S300发生于二次电池30的封堵件已经焊接于端盖304上，将注液孔308密封的情况下。
其中，步骤S100具体如下：
(1)首先，使第一阀V1、第二阀V2、第三阀V3、第五阀V5和第六阀V6都处于关闭状态，且第四阀V4处于打开状态，并利用第三抽真空装置33对第一管路91进行预抽真空，使第一管路91内的真空度达到1500pa，以为标漏件29内的气体被吸到氢检仪2内提供真空动力；
(2)然后，将第一阀V1打开，使第二管路92与第一管路91连通，待第二管路92上的电子规管28检测到第二管路92内的真空度到达200pa时，将第一阀V1和第四阀V4关闭，并将第五阀V5打开，第五阀V5打开3S后，将第五阀V5关闭，使标漏件29内由第一腔泄漏至第二腔的气体进入第五阀V5与第二阀V2之间的管路中，之后打开第二阀V2，使泄露气体被吸入分子泵21，进入氢检仪2，泄漏气体经过离子源22产生离子束，经过加速电场获得一定的速度进入速度选择器23，只有满足速度的粒子可以通过速度选择器23，这些粒子垂直进入偏转磁场24做匀速圆周运动，运行半个圆周后根据粒子质量不同，运行半径不同的原则，不同粒子打到照相底片上不同的位置，形成不同的质谱线，通过放大器25传输到读取板26，反馈到上位机；
(3)由氢检仪2检测标漏件29在3s时间内的泄露值，得到标漏件29的实际漏率，然后与标漏件29的额定漏率进行比对，进行定标，具体地，根据公式比例系数＝额定漏率/实际漏率，确定氢检仪2的比例系数，完成对氢检仪2的校准。
步骤S200具体如下：
(1)首先，在第一阀V1、第二阀V2、第三阀V3、第四阀V5、第五阀V5、排气阀V6、第一控制阀V7和第二控制阀V8处于关闭状态的情况下，将二次电池30放入检测腔1中，并使检测腔1密封，之后，打开第一控制阀V7，并启动第一抽真空装置31，对密封的检测腔1抽真空，使检测腔1内的真空度达到45～35pa，并启动第二抽真空装置32，对检测腔1内的二次电池30抽真空，使二次电池30内的真空度达到-50kpa，接下来，打开第二控制阀V8，使第一充气设备41的储气件43内的5％的氢气和95％的氮气的混合气体流至二次电池30中，使二次电池30内的真空度达到0～2kpa，并保压3～5s，基于真空吸附原理，二次电池30内的混合气体经由二次电池30上的漏孔，从二次电池30内部进入检测腔1内；
(2)然后，打开第四阀V4，并启动第三抽真空装置33，对第一管路91抽真空，使第一管路91内的真空度达到1500pa，以为检测腔1内的气体被吸至氢检仪2中提供真空动力；
(3)之后，将第一阀V1打开，使第二管路92与第一管路91连通，待第二管路92上的电子规管28检测到第二管路92内的真空度到达200pa时，将第一阀V1和第四阀V4关闭，并将第三阀V3打开，使氢检仪2的检测入口2b与第一管路91连通，直至第二管路92内的真空度达到40pa，关闭第三阀V3，并打开第二阀V2，使检测腔1内的泄漏气体被吸入分子泵21，进入氢检仪2，泄漏气体经过离子源22产生离子束，经过加速电场获得一定的速度进入速度选择器23，只有满足速度的粒子可以通过速度选择器23，这些粒子垂直进入偏转磁场24做匀速圆周运动，运行半个圆周后根据粒子质量不同，运行半径不同的原则，不同粒子打到照相底片上不同的位置，形成不同的质谱线，通过放大器25传输到读取板26，反馈到上位机，完成对二次电池30的漏率的检测，其中，二次电池30的实际漏率＝氢检仪2的输出漏率＝实际检测值*比例系数。
步骤S300具体如下：
(1)将完成检漏的二次电池30放入干燥室5中，并启动加热器7，将干燥室5加热至115～120℃，例如将干燥室5加热至大于115℃并小于或等于120℃，例如加热至116℃、118℃、119℃或120℃；
(2)启动第二抽真空设备6，对干燥室5进行抽真空，抽真空过程持续10～30min，使干燥室5内的真空度小于或等于-97kpa，然后，将第二注气设备42的储气件43与干燥室5连通，向干燥室5内充入干燥气体，持续10～30s，使干燥室5内的真空度达到-70kpa，并保压5～10min；
(3)循环上述步骤(2)，共持续4.5～6h，使二次电池30的水分达标，整个过程中，加热器7一直控制干燥室5内的温度保持于115～120℃。
基于上述方式，可以基于较低的成本，精准检测二次电池30的漏孔，以便剔除不合格二次电池30。
将二次电池30氢检后，再进行氦检，大量实验数据表明，NG二次电池没有漏检情况，氢检CPK大于氦检CPK。CPK(Process capability index，过程能力指数)是指过程能力满足产品质量标准要求(规格范围等)的程度，表示工序在一定时间里，处于控制状态(稳定状态)下的实际加工能力，其是工序固有的能力，或者说是工序保证质量的能力。氢检CPK大于氦检CPK，说明采用氢检方式，比采用氦检方式，更有利于提高二次电池30的生产合格率，提升二次电池30成品的质量稳定性。
上述各实施例中的方法，可以由控制器8控制完成。控制器8与检漏设备10信号连接，以控制检漏过程。并且，在二次电池检漏系统100包括干燥设备20的情况下，控制器8还与干燥设备20信号连接，以控制干燥过程。
其中，参见图9，控制器8包括存储器81和耦接至存储器81的处理器82，处理器82被配置为基于存储在存储器81中的指令执行本公开实施例的二次电池检漏方法。
具体地，参照图9，一些实施例中，控制器8包括存储器81、处理器82、通信接口83以及总线84。存储器81用于存储指令。处理器82耦合到存储器81，并被配置为基于存储器81存储的指令执行实现前述各实施例的二次电池检漏方法。存储器81、处理器82以及通信接口83之间通过总线84连接。
存储器81可以为高速RAM存储器或非易失性存储器(non-volatile memory)等。存储器81也可以是存储器阵列。存储器81还可能被分块，并且块可按一定的规则组合成虚拟卷。处理器82可以为中央处理器CPU，或专用集成电路ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit)，或者是被配置成实施本公开二次电池检漏方法的一个或多个集成电路。
可见，本公开的实施例通过将锂电池等二次电池30的检漏方式由氦检改变为氢检，并对检测过程中的参数(例如二次电池真空度、二次电池注气量和保压时间)进行调整，可以对二次电池进行低成本且高精度的漏率检测。
以上所述仅为本公开的示例性实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (15)
1.一种二次电池检漏方法，其特征在于，包括对所述二次电池(30)进行检漏，所述对所述二次电池(30)进行检漏包括：
将二次电池(30)放入检测腔(1)中；
将所述检测腔(1)抽真空至第一预设值，并将所述二次电池(30)抽真空至第二预设值；
向所述二次电池(30)中注入氢气和氮气的混合气体，使所述二次电池(30)内的真空度达到第三预设值；和
利用氢检仪(2)对所述二次电池(30)所泄漏的气体进行检测分析，以确定所述二次电池(30)的漏率。
2.根据权利要求1所述的二次电池检漏方法，其特征在于，二次电池检漏方法还包括：
在对所述二次电池(30)进行检漏之后，对所述二次电池(30)进行加热，并使用干燥气体带走所述二次电池(30)的水分。
3.根据权利要求2所述的二次电池检漏方法，其特征在于，所述对所述二次电池(30)进行加热，并使用干燥气体带走所述二次电池(30)的水分包括：
将完成检漏的所述二次电池(30)放入干燥室(5)中，并将所述干燥室(5)加热至目标温度；
对所述干燥室(5)抽真空，使所述干燥室(5)内的真空度达到第一目标值；
向所述干燥室(5)中充入所述干燥气体，使所述干燥室(5)内的真空度达到第二目标值；
对所述干燥室(5)进行保压；和
循环地对所述干燥室(5)进行抽真空、充干燥气体和保压，直至所述二次电池(30)的含水量达标。
4.根据权利要求3所述的二次电池检漏方法，其特征在于，所述目标温度值为100℃～120℃；和/或，所述第一目标值小于或等于-97kpa；和/或，所述第二目标值为-60～-50kpa。
5.根据权利要求3所述的二次电池检漏方法，其特征在于，每次向所述干燥室(5)中注入所述干燥气体的操作持续10～30s；和/或，所述循环地对所述干燥室(5)进行抽真空、充干燥气体和保压，共计持续4.5～6h。
6.根据权利要求1-5任一所述的二次电池检漏方法，其特征在于，所述二次电池检漏方法还包括：
在对所述二次电池(30)进行检漏之前，以所述混合气体作为标漏气体，对所述氢检仪(2)进行校准。
7.根据权利要求1-5任一所述的二次电池检漏方法，其特征在于，所述第一预设值为45～35pa；和/或，所述第二预设值小于或等于-50kpa；和/或，所述第三预设值为0～-2kpa。
8.根据权利要求1-5任一所述的二次电池检漏方法，其特征在于，在所述二次电池(30)内的真空度达到所述第三预设值后，保压3～5s。
9.根据权利要求1-5任一所述的二次电池检漏方法，其特征在于，所述利用氢检仪(2)对所述二次电池(30)所泄漏的气体进行检测分析包括：
对第一管路(91)抽真空，使所述第一管路(91)的真空度达到第四预设值，所述第一管路(91)为所述检测腔(1)至所述氢检仪(2)之间的管路；
使第二管路(92)导通，所述第二管路(92)为所述氢检仪(2)的分子泵(21)的启动入口(2a)与所述第一管路(91)之间的管路；
待所述第二管路(92)的真空度达到第五预设值时，将所述分子泵(21)的检测入口(2b)与所述第一管路(91)连通；和
待所述第二管路(92)的真空度达到第六预设值时，使所述氢检仪(2)开始对所述二次电池(30)所泄漏的气体进行分析。
10.根据权利要求9所述的二次电池检漏方法，其特征在于，所述第四预设值为1490～1510pa；和/或，所述第五预设值为190～210pa；和/或，所述第六预设值为30～50pa。
11.根据权利要求1-5任一所述的二次电池检漏方法，其特征在于，所述混合气体中，氢气的比例为5％，氮气的比例为95％。
12.一种控制器(8)，其特征在于，包括存储器(81)和耦接至所述存储器(81)的处理器(82)，所述处理器(82)被配置为基于存储在所述存储器(81)中的指令执行如权利要求1-11任一所述的二次电池检漏方法。
13.一种二次电池检漏系统(100)，其特征在于，包括检漏设备(10)和如权利要求12所述的控制器(8)，所述检漏设备(10)包括检测腔(1)、氢检仪(2)、第一抽真空设备(3)和第一注气设备(41)，所述检测腔(1)用于容置二次电池(30)，所述氢检仪(2)与所述检测腔(1)连接，并用于对所述二次电池(30)泄漏的气体进行检测分析，所述第一抽真空设备(3)与所述检测腔(1)和所述二次电池(30)连接，以对所述检测腔(1)和所述二次电池(30)抽真空，所述第一注气设备(41)与所述二次电池(30)连接，以将氢气和氮气的混合气体注入所述二次电池(30)中，所述控制器(8)与所述检漏设备(10)信号连接。
14.根据权利要求13所述的二次电池检漏系统(100)，其特征在于，所述二次电池检漏系统(100)还包括干燥设备(20)，所述干燥设备(20)包括干燥室(5)、加热器(7)、第二抽真空设备(6)和第二注气设备(42)，所述干燥室(5)用于容置完成检漏的所述二次电池(30)，所述加热器(7)用于对所述干燥室(5)进行加热，所述第二抽真空设备(6)和所述第二注气设备(42)均与所述干燥室(5)连接，所述第二抽真空设备(6)用于对所述干燥室(5)抽真空，所述第二注气设备(42)用于向所述干燥室(5)中注入干燥气体。
15.根据权利要求13所述的二次电池检漏系统(100)，其特征在于，所述检漏设备(10)还包括标漏件(29)，所述标漏件(29)连接于所述氢检仪(2)的分子泵(21)的检测入口(2b)，并利用所述混合气体对所述氢检仪(2)进行校准。
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