CN202614481U

CN202614481U - 一种锂离子电池正压检漏装置

Info

Publication number: CN202614481U
Application number: CN 201220055761
Authority: CN
Inventors: 余招宇; 刘思; 侯敏; 李宾; 曹辉
Original assignee: Shanghai Aerospace Power Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Aerospace Power Technology Co Ltd
Priority date: 2012-02-21
Filing date: 2012-02-21
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2022-02-21

Abstract

本实用新型公开一种锂离子电池正压检漏装置，该装置包含：若干竖直设置的升降汽缸，若干该升降汽缸互相间隔设置；储液缸，其架设在若干升降汽缸之间，并与若干该升降汽缸连接；该储液缸内设有具有挥发性的有机溶剂；电池夹紧组件，其架设在储液缸的上方；被检测锂离子电池固定在该电池夹紧组件中；气嘴汽缸，其架设在电池夹紧组件的上方；连接在气嘴汽缸上的气嘴，其出气口对应电池夹紧组件中被检测电池的电池注液孔设置，其进气口通过进气管连通外接气源。本实用新型能在电池外壳不变形的情况下，精确地检测出电池焊缝、正、负极极柱及防爆阀的密封性，从而有效地保证了电池的安全性及电性能稳定性。

Description

一种锂离子电池正压检漏装置

技术领域

本实用新型涉及一种电池检测装置，具体涉及一种锂离子电池正压检漏装置。

背景技术

在硬壳锂离子电池制造过程中，电池外壳的气密性是最为关键的指标之一，当外壳密封性差时，电池在使用过程中，空气中的水分会渗入到电池内部，从而引起电池胀气，使得电池的充放电性能及循环寿命受到严重影响，甚至会带来安全隐患。

电池外壳气密性一般通过漏率指标来评价。根据锂离子电池的应用领域的要求，一般电池外壳漏率指标控制在10^-8Pa·m³/s以下，为了保证电池外壳具有良好的气密性，按照锂离子电池制造工艺要求，在外壳激光焊接后需对电池进行气密性检测。

目前对于电池的气密性检测，传统的方法是采用真空检漏，该方法检漏压力较小，真空检漏压力通常为-0.09Mpa，一般对于漏率指标要求较低的手机电池，可以有效检测出不良。但对于具有长循环寿命及储存寿命要求的车用动力电池或储能电池，因体积较大，通常检测效果不准确，容易出现误判现象。

实用新型内容

本实用新型提供了一种锂离子电池正压检漏装置，可精确判断锂离子电池外壳的气密性、操作方便、安全可靠。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种锂离子电池正压检漏装置，其特点是，该装置包含：

若干竖直设置的升降汽缸，若干该升降汽缸互相间隔设置；

储液缸，其架设在若干升降汽缸之间，并与若干该升降汽缸连接；该储液缸内设有具有挥发性的有机溶剂；

电池夹紧组件，其架设在储液缸的上方；被检测锂离子电池固定在该电池夹紧组件中；

气嘴汽缸，其架设在电池夹紧组件的上方；

连接在气嘴汽缸上的气嘴，其出气口对应电池夹紧组件中被检测电池的电池注液孔设置，其进气口通过进气管连通外接气源。

上述的气嘴与外接气源之间，自气嘴起的进气管上还依次连接有压力表和电磁阀。

上述的被检测电池的电池注液孔与气嘴的出气口相对设置，且该电池注液孔与气嘴出气口之间的连线与气嘴汽缸的运动路线相平行。

该装置还包含有密封防护箱，升降汽缸、储液缸、电池夹紧组件、气嘴汽缸、气嘴、压力表、连接气嘴至压力表的进气管，以及连接压力表至电磁阀的进气管设置在密封防护箱中。

上述的密封防护箱的两侧分别还设有送料平台和下料平台；

上述的密封防护箱的底部还设有底座支架；

上述的密封防护箱的顶部设有换气扇，该换气扇与外接的通风管路连接。

上述的储液缸采用透明缸体。

上述的密封防护箱采用透明的手套箱。

上述的电池夹紧组件包含有两块夹板，两块夹板的一端上设有合页并通过该合页连接，与之相对的另一端上设有自动锁紧开关；该两块夹板之间相对的板面上设有硅橡胶板。

上述具有挥发性的有机溶剂可采用电解液中的有机溶剂。

上述外接气源的气压可采用范围在0.1MPa至0.3MPa。

开启本装置，换气扇启动保持换气，将待测的电池放在送料平台内过渡，然后将待测的电池装在密封防护箱内的电池夹紧组件中固定，气嘴汽缸带动气嘴向下运动，将气嘴的出气口压紧待测的电池上的电池注液孔，升降汽缸带动储液箱向上运动，将待测的电池浸没在储液箱的有机溶剂中，然后将外接的稳定压强的气体充入待测的电池外壳内部，使电池外壳内部各部分均匀承受规定压强的气体。检测人员通过观测被检测电池的电池焊缝和极柱位置是否有冒泡泄漏情况，判定被测电池的气密性。测试结束后，升降汽缸运动归位，带动储液箱下降，使被检测的电池离开储液箱内的有机溶剂。将被检测的电池从待测的电池放在下料平台上，最后将被检测的电池从下料平台中取出。

本实用新型一种锂离子电池正压检漏装置和现有技术相比，其优点在于，本实用新型适用于循环寿命及储存寿命要求高的锂离子电池的检测，不仅适用于检测方形或圆柱形的铝壳、钢壳锂离子电池，而且也能在电池外壳不变形的情况下，精确地检测出电池焊缝、正、负极极柱及防爆阀的密封性，从而有效地保证了电池的安全性及电性能稳定性；

本实用新型采用密闭防护箱将检测部件进行密封，防止有机溶剂挥发对作业环境产生影响，同时避免溶剂的挥发及溶剂中的水分含量超标；

本实用新型采用具有挥发性的有机溶剂对电池进行检测，防止检测过程中溶剂进入电池内部可能对电池性能产生不良影响，同时保证检测结束后的电池外壳表面残留的溶剂易于清洁干燥。

附图说明

图1为本实用新型一种锂离子电池正压检漏装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，具体说明本实用新型的实施例。

如图1所示，本实用新型公开了一种锂离子电池正压检漏装置，该装置包含密封防护箱5。密封防护箱5的底部设有底座支架1，底座支架1提供整个检漏装置的基本框架，该部分具备较大的载重能力和尺寸规格，可容纳其余各部分组件的安装。在密封防护箱5的两侧分别还设有送料平台3和下料平台4，该送料平台3和下料平台4可方便实现电池检漏开始前的送料作业和检漏结束后的下料作业。

在底座支架1的正上方，密封防护箱5的内腔的底部竖直固定有若干直线柱状升降汽缸9，该直线柱状升降汽缸9互相间隔设置。在若干该升降汽缸9之间水平架设有储液缸2，该储液缸2分别与各个升降汽缸9机械连接，在测试过程中通过升降汽缸9活塞运动，储液缸2由升降汽缸9带动作上下升降运动。

储液缸2采用一个尺寸大小适当的正方体透明缸体，上方开口，储液缸2装有一定量的用于检测的可挥发性有机溶剂。为防止检测过程中溶剂进入电池内部可能对电池性能产生不良影响，同时保证检测结束后的电池外壳表面残留的溶剂易于清洁干燥，需采用挥发性强、低粘度、水分含量低的有机溶剂作为检测溶剂，该有机溶剂优选电解液中的组分，例如：DMC、DEC、EMC等。

在储液缸2的正上方架设有电池夹紧组件6，该电池夹紧组件6包含有两块平行设置的夹板，该夹板采用不锈钢板，在该两块夹板之间相对的板面上内衬有硅橡胶板。该两块夹板的一端上分别连接不锈钢合页，通过该不锈钢合页连接。在与之相对的另一端上设有自动锁紧开关，方便电池装入，通过自动锁紧开关控制该两块夹板之间间隔距离的大小，即实现了对放置在其内部的电池夹紧或卸下。

在测试过程中被检测的锂离子电池固定在电池夹紧组件6的两夹板之间。其中，在放置被检测的锂离子电池的时候需将该电池的电池注液孔向上放置，便于对电池充气。

在电池夹紧组件6的正上方架设有气嘴汽缸11，在该气嘴汽缸11上连接有气嘴7，气嘴汽缸11带动气嘴7沿竖直方向上下运动。该气嘴7的出气口对应电池夹紧组件6中被检测电池的电池注液孔设置，同时该电池注液孔与气嘴7出气口之间的连线与气嘴汽缸11的运动路线相平行。气嘴7的进气口通过进气管12连通外接气源，本实施中该外接气源的气压可采用范围在0.1MPa至0.3MPa。在气嘴7与外接气源之间，自气嘴7起的进气管12上还依次连接有压力表8和电磁阀13。

上述气嘴7、压力表8、气嘴汽缸11、进气管12和电磁阀13连为一体，与外接气源相连接，在正压检漏过程中向本装置提供压力稳定的气体。

在检测过程中，气嘴7由气嘴汽缸11活塞带动沿竖直方向作上下运动，实现气嘴7的出气口与电池注液孔的压紧和松开动作。当气嘴汽缸11带动气嘴7向下，使气嘴7的出气口与电池注液孔对接，形成良好的配合，保证气嘴7的出气压紧电池注液孔，使气嘴7输出的气体顺利进入电池内部而不会出现泄漏影响到测量效果。

压力表8用于按气密性漏率指标的技术要求来自由调整气体的测试压力大小范围，同时通过电磁阀13可以实现每次检测过程的气体自由通断控制。

为防止储液缸2中有机溶剂挥发对作业环境产生影响，采用密闭防护箱5将检测部件进行密封，避免溶剂的挥发及溶剂中的水分含量超标，密闭防护箱5优选手套箱。

本实施例中，升降汽缸9、储液缸2、电池夹紧组件6、气嘴汽缸11、气嘴7、压力表8、连接气嘴7至压力表8的进气管12，以及连接压力表8至电磁阀13的进气管12都密封设置在密封防护箱5中。

密封防护箱5采用一定密封性的方形防护箱，密封防护箱5的顶部设有换气扇14，该换气扇14与外接车间的通风管路连接，将有机溶剂挥发物质通过管路排出，保证防护箱内的有机溶剂不会挥发到装置外围，影响作业环境。该密封防护箱5的侧壁上装有橡胶手套，作业人员将双手通过手套伸入密封箱体内进行作业。

密封防护箱5的侧壁上还设有观测窗，用于检测人员观测储液缸2内电池的电池焊缝和极柱位置有无冒泡泄漏情况。该观测窗根据密封防护箱5内放置的气体的实际情况，可以采用普通玻璃窗或耐压的透明材料制成。

在密封防护箱5外部侧壁上还设有控制箱10，该控制箱10中设有本装置的控制电路和控制面板，该控制箱10采用公知常规的控制箱，该控制箱10控制整个装置的电源、汽缸、电磁阀等部件。同时，控制箱10还可实现该装置的电源、压力和上下料部分等控制。

送料平台3和下料平台4作为密封防护箱5的过渡舱。送料平台3与密封防护箱5之间的连接处设有密封门。另，送料平台3上还设有一密封门，其用于送料平台3与外界之间的连通与密封。送料平台3还设有抽真空装置，用于在电池通过送料平台3进入密封防护箱5时，保证外界的空气不会进入密封防护箱5，对密封防护箱5的内环境造成影响。在对电池进行检测操作时，打开送料平台3与外界之间的密封门，将电池放入送料平台3即关闭送料平台3与外界之间的密封门，然后通过抽真空装置将送料平台3内的外界的气体抽出，最后打开送料平台3与密封防护箱5之间的密封门，通过密封防护箱5的手套将电池从送料平台3送入密封防护箱5内。

同样，下料平台4与密封防护箱5之间的连接处设有密封门。另，下料平台4上还设有一密封门，其用于下料平台4与外界之间的连通与密封。下料平台4还设有抽真空装置，用于在电池通过下料平台4离开密封防护箱5时，保证外界的空气不会进入密封防护箱5，对密封防护箱5的内环境造成影响，同样也保证密封防护箱5内的气体不会泄露至外界而造成环境污染。在电池检测时，下料平台4通过抽真空装置保证其内部与密封防护箱5内的气体环境相同，完成对电池的检测操作后，打开下料平台4与密封防护箱5之间的密封门，通过密封防护箱5的手套将电池放入下料平台4，即关闭送料平台3与密封防护箱5之间的密封门，然后通过抽真空装置将下料平台4内的密封防护箱5的气体抽走，最后打开下料平台4与外界之间的密封门，将电池从下料平台4中取出。

本实用新型一种锂离子电池正压检漏装置的工作流程包含以下步骤：

步骤1、开启本装置，换气扇14启动，实现密封防护箱5内作业区域的通风换气。按工艺标准规定的漏率指标要求在压力表8上设定好相应的检测压强值，该检测压强值为0.1MPa至0.3MPa。

步骤2、打开送料平台3上，其与外接连通的密封门，将待测的锂离子电池放在送料平台3内，然后关闭该送料平台3与外接连通的密封门。并通过送料平台3上的抽真空装置，将送料平台3内外界的空气抽走。

步骤3、打开送料平台3与密封防护箱5之间的密封门，检测人员通过密封防护箱5的手套从送料平台3上取待测的锂离子电池装在电池夹紧组件6中固定，并随机关闭送料平台3与密封防护箱5之间的密封门。

步骤4、在控制箱10的控制面板上按下控制气嘴汽缸11运动的按钮，通过气嘴汽缸11带动气嘴7向下运动，确保气嘴7的出气口压紧待测的锂离子电池的电池注液孔。

步骤5、在控制箱10的控制面板上按下控制升降汽缸9运动的按钮，升降汽缸9带动储液箱2向上运动，将固定在电池夹紧组件6中的待测的锂离子电池浸没在储液箱2的有机溶剂中。

步骤6、检测人员通过控制箱10的控制面板上，按下电磁阀13启动的按钮，向电磁阀13发出指令，电磁阀13即开启，将外接的稳定压强的气体通过进气管12、压力表8、气嘴7和电池注液孔充入电池外壳内部，使电池外壳内部各部分均匀承受规定压强的气体。

步骤7、检测人员通过密封防护箱5侧壁上的观测窗观测储液缸2内被检测锂离子电池的电池焊缝和极柱位置有无冒泡泄漏情况，并通过观测结果判定该电池的密封性是否合格。当电池外壳微小区域出现轻微泄漏时，气体会通过泄漏位置向外溢出至有机溶剂中，此时通过观测窗可观测到有机溶剂中有微小气泡出现，从而即可判定被测电池出现气密性不良。

步骤8、测试结束，检测人员在控制箱10的控制面板上按下结束的按钮，通过控制箱10内预设的程序控制本装置上各部件运作。首先，升降汽缸9运动归位，其带动储液箱2下降，使被检测的电池离开储液箱2内的有机溶剂。

步骤9、检测人员打开密封防护箱5与下料平台4之间的密封门。通过密封防护箱5的手套从电池夹紧组件6中取下被检测的电池放在下料平台4上，随即关闭密封防护箱5与下料平台4之间的密封门。然后通过下料平台4的抽真空装置，将下料平台4内的气体抽走，保证没有密封防护箱5内的气体会泄漏到外界。最后打开下料平台4与外界之间的密封门，将被检测的电池从下料平台4中取出。完成后，跳转到步骤2，继续下一个电池的检测。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims

1.一种锂离子电池正压检漏装置，其特征在于，该装置包含：

若干竖直设置的升降汽缸（9），若干该升降汽缸（9）互相间隔设置；

储液缸（2），其架设在若干升降汽缸（9）之间，并与若干该升降汽缸（9）连接；该储液缸（2）内设有具有挥发性的有机溶剂；

电池夹紧组件（6），其架设在所述储液缸（2）的上方；被检测锂离子电池固定在该电池夹紧组件（6）中；

气嘴汽缸（11），其架设在所述电池夹紧组件（6）的上方；

连接在所述气嘴汽缸（11）上的气嘴（7），其出气口对应所述电池夹紧组件（6）中被检测电池的电池注液孔设置，其进气口通过进气管（12）连通外接气源。

2. 如权利要求1所述的锂离子电池正压检漏装置，其特征在于，所述的气嘴（7）与外接气源之间，自气嘴（7）起的进气管（12）上还依次连接有压力表（8）和电磁阀（13）。

3.如权利要求1所述的锂离子电池正压检漏装置，其特征在于，所述的被检测电池的电池注液孔与气嘴（7）的出气口相对设置，且该电池注液孔与气嘴（7）出气口之间的连线与气嘴汽缸（11）的运动路线相平行。

4.如权利要求2所述的锂离子电池正压检漏装置，其特征在于，该装置还包含有密封防护箱（5），所述升降汽缸（9）、储液缸（2）、电池夹紧组件（6）、气嘴汽缸（11）、气嘴（7）、压力表（8）、连接气嘴（7）至压力表（8）的进气管（12），以及连接压力表（8）至电磁阀（13）的进气管（12）设置在密封防护箱（5）中。

5.如权利要求4所述的锂离子电池正压检漏装置，其特征在于，所述的密封防护箱（5）的两侧分别还设有送料平台（3）和下料平台（4）；

所述的密封防护箱（5）的底部还设有底座支架（1）；

所述的密封防护箱（5）的顶部设有换气扇（14），该换气扇（14）与外接的通风管路连接。

6.如权利要求1所述的锂离子电池正压检漏装置，其特征在于，所述的储液缸（2）采用透明缸体。

7.如权利要求4所述的锂离子电池正压检漏装置，其特征在于，所述的密封防护箱（5）采用透明的手套箱。

8.如权利要求1所述的锂离子电池正压检漏装置，其特征在于，所述的电池夹紧组件（6）包含有两块夹板，两块夹板的一端上设有合页并通过该合页连接，与之相对的另一端上设有自动锁紧开关；该两块夹板之间相对的板面上设有硅橡胶板。

9.如权利要求1所述的锂离子电池正压检漏装置，其特征在于，所述具有挥发性的有机溶剂可采用电解液中的有机溶剂。

10.如权利要求1所述的锂离子电池正压检漏装置，其特征在于，所述外接气源的气压可采用范围在0.1MPa至0.3MPa。