CN202631207U - 一种动力电池气密性检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于动力电池生产设备技术领域，尤其涉及一种动力电池气密性检测装置，包括氦质普检漏仪、连接在质普检漏仪和电池注液孔之间的工装夹具、用于提供氦气的氦气源和与氦气源连接的喷氦枪。该装置是针对半成品电池进行气密性检测的装置，本实用新型还公开了一种对成品电池进行气密性检测的装置。相对于现有技术，本实用新型利用氦气作为示踪气体对动力电池进行检漏比以往的检测更精确，可以更直观地观测到电池的实际漏率，从而能更好的评估电池的使用寿命。而且采用本实用新型动力电池气密性检测装置对动力电池的气密性进行检测，不仅能够准确地检测半成品电池的气密性，也能准确地检测成品电池的气密性，能够满足实际的产线要求。

Description

一种动力电池气密性检测装置

技术领域：

本实用新型属于动力电池生产设备技术领域，尤其涉及一种动力电池气密性检测装置。

背景技术：

新能源是未来能源的发展趋势，而新能源汽车也将是主导未来汽车行业的发展动向，因此新能源汽车的动力核心——动力电池的使用寿命及安全性能显得尤其重要。

动力电池一般包括金属壳、容纳于金属壳内的电芯和电解液，以及焊接于金属壳上的顶盖。在动力电池的生产过程中，为了保证电池的安全，一般需要进行气密性检测。一般而言，金属壳(主要为钢壳)和顶盖的供应商会采用气泡法检测钢壳和顶盖的气密性，但这种方法的精度只能达到10^-5mbar.L/s，而且这种方法只是对钢壳和顶盖本身的气密性进行检测，不涉及将钢壳和顶盖焊接为一体后的电池的检测。

而原有的动力电池气密性检测是对半成品采用压差法法进行检测，其精度只能达到10^-3mbar.L/s，对于更细微的漏孔则无法检测。

若是要对成品电池进行检测则只能采用压差法，采用压差法则需要破坏电池的防爆孔进行检测，因此属于破坏性检测，只能抽检，不能全检，而且数量不能太大，否则会影响生产线的优率。另外，由于动力电池体积较大，极片层数较多，使用压差法检测时，在对电池内部抽真空的时候必须要有足够长的时间把极片之间的气体也抽走，否则会严重影响测试精度。因此，使用该种方法检测时需要的时间较长，远远满足不了实际的产线需求。此外，由于该方法是将电池整体都放在大气中进行检测，因此如果电池检测接口处发生泄漏将无法被监测到，从而会造成误判。因此，压差法已经满足不了动力电池检漏的要求。

有鉴于此，确有必要提供一种能够满足实际的产线需求的能够准确检测动力电池气密性的检测装置。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于：针对现有技术存在的不足，而提供能够满足实际的产线需求的能够准确检测动力电池气密性的检测装置。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种动力电池气密性检测装置，包括氦质普检漏仪、连接在所述质普检漏仪和电池注液孔之间的工装夹具、用于提供氦气的氦气源和与所述氦气源连接的喷氦枪。本装置是针对半成品电池(即钢壳与顶盖焊接好后、注液前留有未封口的注液孔的电池)进行气密性检测的装置，主要是利用氦气作为示踪气体，其检测步骤如下：

第一步，清洗未封口的注液孔表面，将连接氦质普检漏仪的工装夹具与动力电池未封的注液孔连接。

第二步，启动氦质普检漏仪，使电池内部真空度达到要求的数值，并使其保持。

第三步，用喷氦枪对着电池表面的焊缝或其它可能存在泄漏的位置进行喷氦，如果发现泄漏仪器将会显示该处的漏率。若是漏率值超过设定的报警范围，仪器将自行报警，操作员可写下记号。

其中，氦气的纯度应该大于等于99.99％。

所述的工装夹具是针对相应的动力电池的大小专门设计的，与注液孔连接时其本底值≤10^-6mbar.L/s，本底值是指工装夹具本身的漏率大小。

一种动力电池气密性检测装置，包括电池注氦装置、用于放置注氦后的电池的检氦罐和氦质普检漏仪，所述质普检漏仪和检氦罐之间连接有导管。

作为本实用新型动力电池气密性检测装置的一种改进，所述电池注氦装置包括用于放置电池的压氦罐、连接在所述压氦罐上的压力表、氦气源和真空源，所述氦气源和压氦罐之间设有第一阀门，所述真空源和压氦罐之间设有第二阀门。

作为本实用新型动力电池气密性检测装置的一种改进，所述电池注氦装置包括用于放置电池的压氦罐、连接在所述压氦罐上的压力表、氦气源和真空源，所述氦气源和真空源及压氦罐之间设有三通阀。

作为本实用新型动力电池气密性检测装置的一种改进，所述检氦罐的外形为圆形，且内壁需抛光不吸附氦气，检测时漏率本底值≤10^-9mbar.L/s。

本装置是针对成品电池的气密性进行检测的装置，采用该装置进行气密性检测时，包括如下步骤：

第一步，将电池放入压氦罐，同时需保证电池两电极朝上。将压氦罐关闭并抽真空后，充入一定压力氦气使其与电池内部形成压力差，氦气将因存在压力差的原因进入电池内部。

第二步，电池压氦气2小时后，将电池从压氦罐取出，使用氮气清洗电池表面残留的氦气。

第三步，将清洗后的电池放入与氦质普检漏仪检测口相连接的检氦罐。

第四步，在氦质普检漏仪预热后打开测试按钮，直到仪器的精检阀打开，保持20s后，仪器所显示的数值即为该电池的总漏率大小。

其中，所述一定压力的氦气是指压氦罐内部注入氦气的压力不能使电池外形发生变形或损坏电池相关组成部件。

以上两种装置中使用的氦质普检漏仪是根据质谱学原理，利用仪器内部的电离灯丝发射出来的电子在电离室内来回的振荡，与电离室内气体和经被检件漏孔进入电离室的氦气相互碰撞使其电离成正离子，这些离子在加速电场作用下进入磁场，由于洛伦兹力作用产生偏转，形成圆弧形轨道，改变加速电压可使不同质量的离子通过磁场和接收缝到达接收极而被检测。

相对于现有技术，本实用新型利用氦气作为示踪气体对动力电池进行检漏比以往的检测更精确，精度可达到10^-12mbar.L/s，可以更直观地观测到电池的实际漏率，从而能更好的评估电池的使用寿命。而且采用本实用新型动力电池气密性检测装置对动力电池的气密性进行检测，不仅能够准确地检测半成品电池的气密性，也能准确地检测成品电池的气密性，操作方便，能够满足实际的产线要求。因此，本实用新型不仅能更好的表征动力电池的漏率大小，发现电池注液前或成品电池的泄漏坏品，而且更有利于在产线上实现自动化检测。

附图说明：

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型及其有益技术效果进行详细的说明，其中：

图1为本实用新型具体实施方式1的结构示意图；

图2为本实用新型具体实施方式2中注氦装置的结构示意图；

图3为本实用新型具体实施方式2中检漏装置的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合具体实施方式和附图对本实用新型及其有益效果进行进一步详细的说明，但本实用新型的实施方式并不限于此。

具体实施方式1

如图1所示，本实用新型一种动力电池气密性检测装置，包括氦质普检漏仪1、连接在所述质普检漏仪1和电池3注液孔之间的工装夹具2、用于提供氦气的氦气源5和与所述氦气源5连接的喷氦枪4。本装置是针对半成品电池(即钢壳与顶盖焊接好后、注液前留有未封口的注液孔的电池)进行气密性检测的装置，主要是利用氦气作为示踪气体，其检测步骤如下：

检测前先清洗电池3上未封口的注液孔表面，然后用工装夹具2把电池3与氦质普检漏仪1进行连接，在检测时氦质普检漏仪1先启动对电池3进行抽真空，当其真空度满足检测要求时，利用连接着氦气源5的喷氦枪4首先对电池3注液孔的连接处进行喷氦以检测连接处是否发生泄漏，若发生泄漏应重新检查其连接处，如果没生泄漏则进行下一步的操作，对着电池3外壁的焊缝或可能泄漏的位置进行喷氦，在喷氦气时留意检漏仪读数，若仪器读数发生变化表明此处附件有漏孔，但由于氦气从进入到电池再被仪器检测到需要一定的时间，因此在发现漏孔后需对附件区域进行进一步的确认。

具体实施方式2

如图2和图3所示，本实用新型一种动力电池气密性检测装置，包括电池注氦装置(如图2所示)和检氦装置(如图3所示)，检氦装置包括用于放置注氦后的电池3的检氦罐11和氦质普检漏仪1，所述质普检漏仪1和检氦罐11之间连接有导管12。

其中，所述电池注氦装置包括用于放置电池3的压氦罐6、连接在所述压氦罐6上的压力表10、氦气源5和真空源9，所述氦气源5和压氦罐6之间设有第一阀门7，所述真空源9和压氦罐6之间设有第二阀门8。

当然，也可以在压氦罐6和真空源9及氦气源5之间设置三通阀。

所述检氦罐11的外形为圆形，且内壁需抛光不吸附氦气，检测时漏率本底值≤10^-9mbar.L/s。

本装置是针对成品电池的气密性进行检测的装置，采用该装置进行气密性检测时，包括如下步骤：

检测前需先把电池3放到压氦罐6里，且需要保持电池3的两电极朝上，关上第二阀门8，打开第一阀门7利用真空源9对压氦罐6内部进行抽真空，当真空度达到1KPa时，打开第二阀门8，关闭第一阀门7让氦气源5的氦气进入到压氦罐6内部，充入一定压力氦气使压氦罐6与电池3内部形成压力差，氦气将因存在压力差的原因进入电池3内部。其中，一定压力的氦气是指压氦罐6内部注入氦气的压力不能使电池3外形发生变形或损坏电池相关组成部件。当压力表10的读数达到规定值时关闭第二阀门8，使电池3在压氦腔里保持2小时保证足够的氦气量进入电池3内部，然后再取出来，电池3取出后检测前利用氮气对其表面进行清洗以防止残留的氦气影响后续的测量精度，此过程中需要一直保持电池处于电极朝上的状态。清洗后把电池3放进与氦质普检漏仪1连接的检氦罐11里，把检氦罐11关闭，启动氦质普检漏仪1，在仪器开始工作1分钟或精检阀打开20s后记录仪器显示的读数即为电池的总漏率大小。

上述两个具体实施方式中使用的氦质普检漏仪是根据质谱学原理，利用仪器内部的电离灯丝发射出来的电子在电离室内来回的振荡，与电离室内气体和经被检件漏孔进入电离室的氦气相互碰撞使其电离成正离子，这些离子在加速电场作用下进入磁场，由于洛伦兹力作用产生偏转，形成圆弧形轨道，改变加速电压可使不同质量的离子通过磁场和接收缝到达接收极而被检测。

实际生产过程中，为了进一步提高电池气密性检测的精度，可以同时进行半成品电池气密性检测和成品电池的气密性检测，前者用于发现电池注液前的泄漏坏品，后者由于发现成品电池的泄漏坏品。

相对于现有技术，本实用新型利用氦气作为示踪气体对动力电池进行检漏比以往的检测更精确，精度可达到10^-12mbar.L/s，可以更直观地观测到电池的实际漏率，从而能更好的评估电池的使用寿命。而且采用本实用新型动力电池气密性检测装置对动力电池的气密性进行检测，不仅能够准确地检测半成品电池的气密性，也能准确地检测成品电池的气密性，操作方便，能够满足实际的产线要求。因此，本实用新型不仅能更好的表征动力电池的漏率大小，发现电池注液前或成品电池的泄漏坏品，而且更有利于在产线上实现自动化检测。

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 (5)

1.一种动力电池气密性检测装置，其特征在于：包括氦质普检漏仪、连接在所述质普检漏仪和电池注液孔之间的工装夹具、用于提供氦气的氦气源和与所述氦气源连接的喷氦枪。

2.一种动力电池气密性检测装置，其特征在于：包括电池注氦装置、用于放置注氦后的电池的检氦罐和氦质普检漏仪，所述质普检漏仪和检氦罐之间连接有导管。

3.根据权利要求2所述的动力电池气密性检测装置，其特征在于：所述电池注氦装置包括用于放置电池的压氦罐、连接在所述压氦罐上的压力表、氦气源和真空源，所述氦气源和压氦罐之间设有第一阀门，所述真空源和压氦罐之间设有第二阀门。

4.根据权利要求2所述的动力电池气密性检测装置，其特征在于：所述电池注氦装置包括用于放置电池的压氦罐、连接在所述压氦罐上的压力表、氦气源和真空源，所述氦气源和真空源及压氦罐之间设有三通阀。

5.根据权利要求2所述的动力电池气密性检测装置，其特征在于：所述检氦罐的外形为圆形。

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