CN201795907U - 动力锂离子电池气密性测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种动力锂离子电池气密性测试装置，其包括底座、分别设置在底座上的定位机构和支架、安装在支架上的测试机构和控制机构，测试机构由控制机构控制。测试机构包括真空腔、连通待测电池和真空腔的测试管、可确定待测电池内部压力的压力传感器，以及可对真空腔进行抽真空的真空源。本实用新型动力锂离子电池气密性测试装置采用抽真空的方式测试电池的密封性，测试装置只与电池顶盖的表面接触，避免了测试过程对动力锂离子电池内部物质和外观结构的破坏。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种动力锂离子电池气密性测试装置，特别是一种利用真空保压法测试动力锂离子电池气密性的测试装置。
背景技术
动力锂离子电池是在真空状态下封装后使用的，气密性良好是动力锂离子电池正常工作和长期循环使用的基本要求。如果动力锂离子电池封装不牢，其内部环境与大气环境就会形成接触通道，以致水分进入电池内部并与电解液发生反应。
电解液作为动力锂离子电池的核心组成部分之一，其作用是为锂离子在电池内部的流动提供载体，常用的液态电解液的重要成分之一为LiPF6，LiPF6会与空气中的H2O结合发生分解，生成HF和PF5。一方面，HF会破坏动力锂离子电池阳极表面的SEI膜而引起二次成膜，SEI膜的不断形成会造成电池的容量损失且使电池鼓胀；石墨也可能因为共嵌发生结构破坏，进一步造成电池的容量下降，并最终使电池失去循环充放电功能。另一方面，液态电解液中的溶剂成分为易挥发性物质，如EC、PC、DMC、DEC等，如果封装不良，易造成电解液干涸或泄露。容量和循环充电次数是动力锂离子电池性能的关键指标，因此必须对动力锂离子电池进行气密性测试。
传统的动力锂离子电池气密性测试方法一般采用冒泡法或差压法：冒泡法需要将被测动力锂离子电池放入水中，差压法需将惰性气体充入被测动力锂离子电池。前者会破坏动力锂离子电池的内部环境，后者会造成动力锂离子电池膨胀变形。因此，如何不影响动力锂离子电池性能和外观，又能准确测试其 气密性，成为动力锂离子电池生产中的难点问题。
发明内容
本实用新型的目的在于：提供一种不影响动力锂离子电池性能和外观结构的动力锂离子电池气密性测试装置。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种动力锂离子电池气密性测试装置，其包括底座、分别设置在底座上的定位机构和支架、安装在支架上的测试机构和控制机构，测试机构由控制机构控制。测试机构包括真空腔、连通待测电池和真空腔的测试管、可确定待测电池内部压力的压力传感器，以及可对真空腔进行抽真空的真空源。
作为本实用新型动力锂离子电池气密性测试装置的一种改进，所述测试机构还包括设于所述测试管远离所述真空腔一端的密封圈，所述测试管通过密封圈与待测电池连接。
作为本实用新型动力锂离子电池气密性测试装置的一种改进，所述压力传感器设于所述测试管的内壁上。
作为本实用新型动力锂离子电池气密性测试装置的一种改进，所述真空腔内设有挡板，挡板将所述真空腔分成下部的测试腔和上部的气源腔，所述测试管与测试腔连通，所述真空源与气源腔连通。
作为本实用新型动力锂离子电池气密性测试装置的一种改进，所述测试装置还包括密闭活塞和控制密闭活塞位置的密闭活塞气缸，密闭活塞设于所述气源腔内，下压后与所述挡板密闭配合。
作为本实用新型动力锂离子电池气密性测试装置的一种改进，所述定位机构包括前定位挡板、侧定位挡板和后定位挡板，三个挡板的位置由不同的气缸进行控制。
作为本实用新型动力锂离子电池气密性测试装置的一种改进，所述前定 位挡板为L形，所述侧定位挡板和后定位挡板均为平板，并分别与前定位挡板的L形的两部分平行相对。
作为本实用新型动力锂离子电池气密性测试装置的一种改进，所述控制机构包括密封气缸导轨和密封气缸，密封气缸导轨决定所述测试机构的行程，密封气缸控制所述测试机构的位置。
作为本实用新型动力锂离子电池气密性测试装置的一种改进，所述控制机构包括控制器，控制器分别与所述测试机构和定位机构电气连接。
相对于现有技术，本实用新型动力锂离子电池气密性测试装置采用抽真空的方式测试电池的密封性，测试装置只与电池顶盖的表面接触，避免了测试过程对动力锂离子电池内部物质和外观结构的破坏。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型动力锂离子电池气密性测试装置及其有益技术效果进行详细说明，其中：
图1是待测钢壳动力锂离子电池的结构示意图。
图2是本实用新型动力锂离子电池气密性测试装置的整机工作示意图。
图3是本实用新型动力锂离子电池气密性测试装置的定位机构的俯视示意图。
图4是本实用新型动力锂离子电池气密性测试装置的测试机构和控制机构的结构示意图。
图5是本实用新型动力锂离子电池气密性测试装置的控制器的工作流程原理图。
具体实施方式
请参阅图1所示，为待测钢壳动力锂离子电池的示意图，其包括通过焊 接连接的电池顶盖与钢壳(未标注)，其中，1为焊接位置，本实用新型动力锂离子电池气密性测试装置就是用于测试焊接位置1的密封性。电池顶盖上开设用于测试气密性的开孔2，开孔2在动力锂离子电池的后续生产工序中也起着其他重要作用。
请参阅图2至图4所示，本实用新型动力锂离子电池气密性测试装置包括底座20、定位机构13、支架15、测试机构和控制机构。定位机构13和支架15分别设置在底座20上，测试机构和控制机构都安装在支架15上，测试机构由控制机构控制。
定位机构13包括前定位挡板10、侧定位挡板11和后定位挡板12，三个挡板的位置由不同的气缸进行控制。前定位挡板10为L形，侧定位挡板11和后定位挡板12均为平板，并分别与前定位挡板10的L形的两部分平行相对。固定待测电池14时，首先，前定位挡板10由气缸推动前移，将待测电池14推到测试位置进行初定位；其次，侧定位挡板11在气缸推动下压紧待测电池14的侧面，在宽度方向固定住电池的位置；最后，后定位挡板12在气缸推动下压紧待测电池14的后面，完成待测电池14的精准定位。气缸的行程与挡板的形状，决定了本测试装置能测试不同规格的待测电池14，只要根据实际需要在控制机构中设置适当的气缸行程，更换合适形状的挡板即可。
测试机构安装于支架15的上部，其包括真空腔、测试管6、密封圈3、压力传感器21、密闭活塞4、密闭活塞气缸5和真空源7。真空腔内设有挡板22，挡板22将真空腔分成下部的测试腔和上部的气源腔。测试管6位于真空腔的下部，其一端与测试腔连通，另一端设有密封圈3，测试管6的内壁上则设有压力传感器21。密封圈3用于与待测电池14的开孔2连接，从而将待测电池14内部、压力传感器21所处的环境与外部环境隔离。压力传感器21用于感应测试管6内的真空度与压力变化值，以确定待测电池14内部的压力，可以采用高精度数字式压力传感器。密闭活塞4设于气源腔内，下压后与挡板22密闭配 合，用于将待测电池14、压力传感器21所处的环境与真空源7隔离，具体位置由密闭活塞气缸5控制。真空源7与气源腔连通，用于为真空腔提供稳定的真空度，以将待测电池14内部转换为真空环境。
控制机构包括密封气缸导轨8、密封气缸9和控制器(未图示)，密封气缸导轨8决定了测试机构的行程，密封气缸9控制测试机构的位置。控制器分别与测试机构和定位机构13电气连接，对测试装置的运行进行整体控制。
请参阅图5所示，为本实用新型动力锂离子电池气密性测试装置的控制器的工作流程图。开始测试时，待测电池14被放在底座20的定位机构13上，定位机构13完成对待测电池14的精准定位，实现电池顶盖的开孔2与密封圈3对准。密封气缸9推动测试机构下压，使密封圈3与待测电池14的开孔2连接，待测电池14的内部即与外界环境隔离。真空源7打开，通过一定的抽真空时间使待测电池14内部达到真空状态。压力传感器21测定压力值并传给控制器，控制器根据设定的合格真空度范围，第一次判断待测电池14是否密封性良好。密闭活塞气缸5推动密闭活塞4下压至与挡板22配合，从而将真空源7与待测电池14和压力传感器21隔离，真空源7停止抽真空并且静置待测电池14一定时间，以平衡待测电池14的内部环境，之后进入保压状态。压力传感器21以待测电池14的当前内部真空度为基准，测试保压期间待测电池14内部的压力变化，并将测试结果传给控制器，控制器根据设定的参数范围，第二次判断待测电池14的密封性是否良好。
结合上面的详细描述可以看出，本实用新型动力锂离子电池气密性测试装置是基于真空保压法开发的气密性测试系统，测试装置只与电池顶盖的表面接触，为待测电池提供科学的、稳定的测试环境，避免了测试过程对钢壳、铝壳等动力锂离子电池内部物质和外观结构的破坏。此外，定位机构可适应多种规格的钢壳、铝壳动力锂离子电池，适用范围和前景相当广阔。
根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以 对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。
Claims (9)
1.一种动力锂离子电池气密性测试装置，其特征在于：包括底座、分别设置在底座上的定位机构和支架、安装在支架上的测试机构和控制机构，测试机构由控制机构控制，测试机构包括真空腔、连通待测电池和真空腔的测试管、可确定待测电池内部压力的压力传感器，以及可对真空腔进行抽真空的真空源。
2.根据权利要求1所述的动力锂离子电池气密性测试装置，其特征在于：所述测试机构还包括设于所述测试管远离真空腔一端的密封圈，所述测试管通过密封圈与待测电池连接。
3.根据权利要求1所述的动力锂离子电池气密性测试装置，其特征在于：所述压力传感器设于所述测试管的内壁上。
4.根据权利要求1所述的动力锂离子电池气密性测试装置，其特征在于：所述真空腔内设有挡板，挡板将所述真空腔分成下部的测试腔和上部的气源腔，所述测试管与测试腔连通，所述真空源与气源腔连通。
5.根据权利要求4所述的动力锂离子电池气密性测试装置，其特征在于：所述测试装置还包括密闭活塞和控制密闭活塞位置的密闭活塞气缸，密闭活塞设于所述气源腔内，下压后与所述挡板密闭配合。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的动力锂离子电池气密性测试装置，其特征在于：所述定位机构包括前定位挡板、侧定位挡板和后定位挡板，三个挡板的位置由不同的气缸进行控制。
7.根据权利要求6所述的动力锂离子电池气密性测试装置，其特征在于：所述前定位挡板为L形，所述侧定位挡板和后定位挡板均为平板，并分别与前定位挡板的L形的两部分平行相对。
8.根据权利要求1至5中任意一项所述的动力锂离子电池气密性测试装置，其特征在于：所述控制机构包括密封气缸导轨和密封气缸，密封气缸导轨决定所述测试机构的行程，密封气缸控制所述测试机构的位置。
9.根据权利要求1至5中任意一项所述的动力锂离子电池气密性测试装置，其特征在于：所述控制机构包括控制器，控制器分别与所述测试机构和定位机构电气连接。
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| CN102494856A (zh) * | 2011-11-14 | 2012-06-13 | 天津力神电池股份有限公司 | 一种聚合物锂离子电池的漏液自动检测设备 |
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| CN102494856B (zh) * | 2011-11-14 | 2014-02-12 | 天津力神电池股份有限公司 | 一种聚合物锂离子电池的漏液自动检测设备 |
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