CN208239566U - 一种电芯壳体的绝缘检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电芯壳体的绝缘检测系统，包括待测电芯，其包括裸电芯和壳体，壳体至少包括金属层和绝缘层，绝缘层位于金属层和裸电芯之间；壳体至少包括第一壳体和第二壳体，第一壳体和第二壳体分别覆盖裸电芯的不同区域，第一壳体和第二壳体之间相互绝缘；测试系统，其包括测试仪、第一导线和第二导线；测试仪的一端通过第一导线与待测电芯的正极耳或者负极耳电连接，测试仪的另一端通过第二导线与第一壳体或者第二壳体的金属层电连接，形成测试电路。本实用新型解决了难以在保留聚丙烯层破损点的原始状态的同时快速检测破损位置的问题，提供一种电芯壳体的绝缘检测系统。

Description

一种电芯壳体的绝缘检测系统

技术领域

本实用新型涉及一种电芯壳体的绝缘检测系统。

背景技术

目前软包电池的电芯壳体主要采用铝塑膜，铝塑膜从内到外主要分为聚丙烯(PP)层、铝层和尼龙层，层与层之间为粘合层。铝塑膜通过聚丙烯层实现与裸电芯之间的绝缘。然而在软包电芯制造过程中，由于热封工艺异常、异物引入或铝塑膜自身来料不良，可能导致聚丙烯层破损，使电解液与铝层直接接触，引起腐蚀，最终带来严重的安全隐患。

申请号为201310308922.4的中国专利公开了一种快速判定软包锂离子电池铝塑膜绝缘不良的方法，其步骤为：(1)将直流电源两极分别与封边铝塑膜铝层和极耳连接；(2)启动电源400～700V，观察电芯冒烟、漏液或击穿位置，以便确定绝缘不良区域。其不足之处在于：该方法使用高电压将电芯绝缘不良位置击穿破坏，甚至引起着火燃烧，无法根据聚丙烯层破损点的原始状态进一步判断绝缘不良的具体原因。不利于技术人员对导致软包电芯绝缘不良的具体原因进行识别及针对具体原因进行改善。

实用新型内容

本实用新型提供一种电芯壳体的绝缘检测系统，包括：

待测电芯，其包括裸电芯和壳体，壳体至少包括金属层和绝缘层，绝缘层位于金属层和裸电芯之间；壳体至少包括第一壳体和第二壳体，第一壳体和第二壳体分别覆盖裸电芯的不同区域，第一壳体和第二壳体之间相互绝缘；

测试系统，其包括测试仪、第一导线和第二导线；测试仪的一端通过第一导线与待测电芯的正极耳或者负极耳电连接，测试仪的另一端通过第二导线与第一壳体或者第二壳体的金属层电连接，形成测试电路。

本实用新型可以检测裸电芯与电芯壳体之间是否绝缘良好，并确定绝缘不良的区域。裸电芯包括正极板、负极板、隔膜和电解液；裸电芯与电芯壳体之间绝缘不良，具体是指由于绝缘层破损，导致裸电芯与金属层处于电接触状态。

对于裸电芯与电芯壳体之间绝缘不良的电芯，本实用新型可以通过检测极耳与金属层之间的电阻或者电压，判断绝缘不良的区域，便于查找绝缘层的破损位置；根据绝缘层破损的原始状态可以对绝缘不良的原因进行判断并针对该原因进行改善。

利用陶瓷剪刀将电芯壳体裁剪成第一壳体和第二壳体，裁剪之后，第一壳体和第二壳体上分别形成断面，在该断面上金属层和绝缘层暴露于空气之中，第一壳体和第二壳体之间的空隙将第一壳体和第二壳体完全隔开，从而实现第一壳体和第二壳体之间的绝缘；该断面上的金属层不与电解液接触。在一种实施方式中，该断面上暴露的金属层可以与第二导线电连接，实现第二导线与第一壳体或者第二壳体的金属层的电连接。

第一壳体和第二壳体分别覆盖裸电芯的不同区域，意味着第一壳体和第二壳体的覆盖区域没有重叠。

测试仪一端通过第一导线与电芯极耳电连接，另一端通过第二导线与第一壳体或者第二壳体的金属层电连接，以形成闭合的测试回路。

具体的，如果绝缘层破损，裸电芯中的带电粒子可以通过电解液与金属层电接触；测试仪通过第一导线与电芯极耳电连接，通过第二导线与第一壳体或者第二壳体的金属层电连接，形成闭合回路。

值得说明的是，即使绝缘层未破损，由于绝缘层可以视为电阻，上述闭合回路依然可以形成。

测试过程中，测试极耳与第一壳体或者第二壳体的金属层之间的电压值或者电阻值，该电压值或者电阻值与预先设定的参考值进行比较，即可判断第一壳体或者第二壳体上的绝缘层是否破损，从而确定绝缘不良的区域。

其中，参考值的具体数值可以通过多次试验得到。对于同一个电芯，参考值大于绝缘层破损时金属层与极耳之间的电阻值，并小于绝缘层完好时金属层与极耳之间的电阻值；或者参考值小于绝缘层破损时金属层与极耳之间的电压值，并大于绝缘层完好时金属层与极耳之间的电压值。

在本实用新型的一种实施方式中，金属层为铝层，绝缘层为聚丙烯层。

在本实用新型的一种实施方式中，待测电芯为软包电芯，壳体从外向内包括尼龙层、金属层和绝缘层。

在本实用新型的一种实施方式中，第一壳体和第二壳体的外侧分别设置有金属层裸露区，第二导线通过金属层裸露区与第一壳体或者第二壳体的金属层电连接。

第一壳体和第二壳体的外侧是指壳体上设置尼龙层的一侧；所述金属层裸露区是将壳体最外侧的尼龙层剥离并使金属层裸露于空气之中而形成。

在本实用新型的一种实施方式中，测试仪为绝缘测试仪、电压表或者万用表中的任意一种。

测试仪选用绝缘测试仪时，测试仪检测极耳与第一壳体或者第二壳体的金属层之间的电阻值；测试仪选用电压表或者万用表时，测试仪检测极耳与第一壳体或者第二壳体的金属层之间的电压值。

在本实用新型的一种实施方式中，所述壳体还包括第三壳体，第一壳体、第二壳体和第三壳体分别覆盖裸电芯的不同区域，第一壳体、第二壳体和第三壳体之间相互绝缘。

电芯的壳体由第一壳体、第二壳体和第三壳体组成，取裸电芯与电芯壳体之间绝缘不良的电芯，利用测试仪测试第一壳体和第二壳体的绝缘层是否破损，如果第一壳体和第二壳体的绝缘层都是完好的，则第三壳体的绝缘层破损。

在本实用新型的一种实施方式中，测试仪通过第二导线与第一壳体、第二壳体或者第三壳体的金属层电连接。

利用陶瓷剪刀将电芯壳体裁剪成第一壳体、第二壳体和第三壳体，裁剪之后，第一壳体、第二壳体和第三壳体上分别形成断面，在该断面上金属层和绝缘层暴露于空气之中，第一壳体、第二壳体和第三壳体之间完全隔开，从而实现第一壳体、第二壳体和第三壳体之间的绝缘；该断面上的金属层不与电解液接触。在一种实施方式中，该断面上暴露的金属层可以与第二导线接触，实现第二导线与第一壳体、第二壳体或者第三壳体的金属层的电连接。

测试仪通过第一导线与电芯极耳电连接，并通过第二导线与第一壳体、第二壳体或者第三壳体的金属层电连接，以形成闭合的测试回路。

测试过程中，测试极耳与第一壳体、第二壳体或者第三壳体的金属层之间的电压值或者电阻值，该电压值或者电阻值与预先设定的参考值进行比较，即可判断第一壳体、第二壳体或者第三壳体上的绝缘层是否破损，从而确定绝缘不良的区域。

在本实用新型的一种实施方式中，第一导线远离测试仪的一端设置有夹持件，第一导线通过夹持件与待测电芯的正极耳或者负极耳电连接。

所述夹持件可以为导电夹子。

在本实用新型的一种实施方式中，第二导线远离测试仪的一端设置有探针，第二导线通过探针与第一壳体或者第二壳体的金属层电连接。

在本实用新型的一种实施方式中，测试仪为绝缘测试仪，绝缘测试仪的一端通过第一导线与待测电芯的正极耳或者负极耳电连接，另一端通过第二导线与第一壳体、第二壳体或者第三壳体的金属层电连接，形成闭合的测试回路，用以检测电芯的极耳与第一壳体、第二壳体或者第三壳体的金属层之间的电阻值。

该电阻值与预设的参考值进行比较，如果该电阻值小于预设的参考值，则相应的第一壳体、第二壳体或者第三壳体的绝缘层破损；如果该电阻值大于预设的参考值，则相应的第一壳体、第二壳体或者第三壳体的绝缘层完好。

在本实用新型的一种实施方式中，测试仪为电压表或者万用表，测试仪一端通过第一导线与待测电芯的正极耳或者负极耳电连接，另一端通过第二导线与第一壳体、第二壳体或者第三壳体的金属层电连接，形成闭合的测试回路，用以检测电芯的极耳与第一壳体、第二壳体或者第三壳体的金属层之间的电压值。

该电压值与预设的参考值进行比较，如果该电压值小于预设的参考值，则相应的第一壳体、第二壳体或者第三壳体的绝缘层完好；如果该电压值大于预设的参考值，则相应的第一壳体、第二壳体或者第三壳体的绝缘层破损。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的检测装置结构简单，操作方便，对于裸电芯和电芯壳体之间绝缘不良的电芯，可以快速检测出绝缘层破损的区域，便于查找绝缘层破损的准确位置，提高工作效率；同时，可以保留绝缘层破损的原始形态，利于技术人员对绝缘层破损的原始形态进行观察，进而对导致绝缘层破损的具体原因进行判断并针对该原因进行改善。

附图说明

图1为本实用新型公开的一种电芯壳体的绝缘检测系统结构示意图；

图2为图1中A部分的放大示意图；

图3为本实用新型公开的另一实施例的一种电芯壳体的绝缘检测系统结构示意图；

图4为图3中B部分的放大示意图。

附图标记说明：

1：待测电芯，11：裸电芯,12：壳体,12a：第一壳体，12b：第二壳体，12c：第三壳体，121：尼龙层,122：铝层,123：聚丙烯层,2：测试仪，3：第一导线，4：第二导线，5：金属层裸露区，6：夹持件，7：探针，8：正极耳，9：负极耳。

具体实施方式

以下的具体实施例对本实用新型进行了详细的描述，然而本实用新型并不限制于以下实施例。

实施例一

如图1、图2所示，本实施例提供一种电芯壳体的绝缘检测系统，包括：

待测电芯1，待测电芯1为软包电芯，其包括裸电芯11和壳体12，裸电芯11位于壳体12内，壳体12从外向内包括尼龙层121、铝层122和聚丙烯层123；壳体12包括第一壳体12a、第二壳体12b和第三壳体12c，第一壳体12a、第二壳体12b和第三壳体12c分别覆盖裸电芯11的不同区域，第一壳体12a、第二壳体12b和第三壳体12c之间相互绝缘；

测试系统，其包括测试仪2、第一导线3和第二导线4，测试仪2为绝缘测试仪；绝缘测试仪的一端通过第一导线3与待测电芯的正极耳8电连接，绝缘测试仪的另一端通过第二导线4与第一壳体12a、第二壳体12b或者第三壳体12c的铝层122电连接，形成闭合的测试电路。

第一壳体12a、第二壳体12b和第三壳体12c的外侧分别设置有金属层裸露区5，第二导线4与金属层裸露区5接触，以实现第二导线4与第一壳体12a、第二壳体12b或者第三壳体12c的铝层122的电连接。

第一导线3远离测试仪2的一端设置有夹持件6，第一导线3通过夹持件6与待测电芯1的正极耳8电连接。

第二导线4远离测试仪2的一端设置有探针7，第二导线4通过探针7与第一壳体12a、第二壳体12b或者第三壳体12c的铝层122电连接。

检测过程：第二导线4分别与第一壳体12a、第二壳体12b或者第三壳体12c的铝层122电连接，利用绝缘测试仪分别检测待测电芯1正极耳8与第一壳体12a、第二壳体12b或者第三壳体12c的铝层122之间的电阻；如果测得的电阻小于1.5MΩ，则相应的第一壳体12a、第二壳体12b或者第三壳体12c的聚丙烯层123破损；如果该电阻值大于1.5MΩ，则相应的第一壳体12a、第二壳体12b或者第三壳体12c的聚丙烯层123完好。

本实施例中，采用1.5MΩ作为电芯壳体是否完好的参考值，为得到该参考值，对同批次的其他电芯进行了测试，测试时利用绝缘测试仪测试正极耳与壳体(尼龙层破损，金属层露出)之间的绝缘值，并统计对应的壳体的聚丙烯层的状态，得到如下试验结果：

电芯编号	绝缘值(MΩ)	聚丙烯层状态	电芯编号	绝缘值(MΩ)	聚丙烯层状态
						1	0.05	顶封位置破损	18	0.60	非顶封位置破损
2	0.05	顶封位置破损	19	0.65	非顶封位置破损
						3	0.05	顶封位置破损	20	0.70	非顶封位置破损
4	0.05	顶封位置破损	21	0.75	非顶封位置破损
						5	0.05	顶封位置破损	22	0.85	非顶封位置破损
6	0.05	顶封位置破损	23	3.80	聚丙烯层完好
						7	0.05	顶封位置破损	24	5.60	聚丙烯层完好
8	0.05	顶封位置破损	25	4.90	聚丙烯层完好
						9	0.05	顶封位置破损	26	10.50	聚丙烯层完好
10	0.05	顶封位置破损	27	100.00	聚丙烯层完好
						11	0.05	顶封位置破损	28	52.60	聚丙烯层完好
12	0.05	顶封位置破损	29	53.85	聚丙烯层完好
						13	0.05	顶封位置破损	30	42.50	聚丙烯层完好
14	0.35	非顶封位置破损	31	156.30	聚丙烯层完好
						15	0.40	非顶封位置破损	32	332.50	聚丙烯层完好
16	0.50	非顶封位置破损	33	223.25	聚丙烯层完好
						17	0.55	非顶封位置破损

其中，绝缘测试仪为TH9201系列，分辨率0.05MΩ，测量电压为250V；测试环境温度：25±3℃；测试环境湿度：20％±5％RH。

实施例二

如图3、图4所示，本实施例提供一种电芯壳体的绝缘检测系统，包括：

待测电芯1，待测电芯1为软包电芯，其包括裸电芯11和壳体12，裸电芯11位于壳体12内，壳体12从外向内包括尼龙层121、铝层122和聚丙烯层123；壳体12包括第一壳体12a、第二壳体12b和第三壳体12c，第一壳体12a、第二壳体12b和第三壳体12c分别覆盖裸电芯11的不同区域，第一壳体12a、第二壳体12b和第三壳体12c之间相互绝缘；

测试系统，其包括测试仪2、第一导线3和第二导线4，测试仪为电压表；电压表的一端通过第一导线3与待测电芯1的负极耳9电连接，电压表的另一端通过第二导线4与第一壳体12a、第二壳体12b或者第三壳体12c的铝层122电连接，形成闭合的测试电路。

第一壳体12a、第二壳体12b和第三壳体12c的外侧分别设置有金属层裸露区5，第二导线4与金属层裸露区5接触，以实现第二导线4与第一壳体12a、第二壳体12b或者第三壳体12c的铝层122的电连接。

第一导线3远离测试仪2的一端设置有夹持件6，第一导线3通过夹持件6与待测电芯1的负极耳9电连接。

第二导线4远离测试仪2的一端设置有探针7，第二导线4通过探针7与第一壳体12a、第二壳体12b或者第三壳体12c的铝层122电连接。

检测过程：第二导线4分别与第一壳体12a、第二壳体12b或者第三壳体12c的铝层122电连接，利用电压表分别检测待测电芯1的负极耳9与第一壳体12a、第二壳体12b或者第三壳体12c的铝层122之间的电压值，如果测得的电压小于0.2V，则相应的第一壳体12a、第二壳体12b或者第三壳体12c的聚丙烯层123完好；如果该电压值大于0.2V，则相应的第一壳体12a、第二壳体12b或者第三壳体12c的聚丙烯层123破损。

本实施例中，采用0.2V作为电芯壳体是否完好的参考值，为得到该参考值，对同批次的其他电芯进行了测试，测试时利用万用表测试单个极耳与金属层(尼龙层破损，金属层露出)之间的电压(边电压)值，并统计对应的壳体的聚丙烯层状态，得到如下表所示的试验结果：

测试条件：测试环境温度：25±3℃；测试环境湿度：20％±5％RH；电压测试设备：VICTOR990系列数字万用表，分辨率0.01V。

表格中，正极边电压指的是，正极耳与铝层之间的电压；负极边电压指的是，负极耳与铝层之间的电压。

以上所述，仅为本实用新型的一些具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可容易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种电芯壳体的绝缘检测系统，其特征在于，包括：

待测电芯，其包括裸电芯和壳体，壳体至少包括金属层和绝缘层，绝缘层位于金属层和裸电芯之间；壳体至少包括第一壳体和第二壳体，第一壳体和第二壳体分别覆盖裸电芯的不同区域，第一壳体和第二壳体之间相互绝缘；

测试系统，其包括测试仪、第一导线和第二导线；测试仪的一端通过第一导线与待测电芯的正极耳或者负极耳电连接，测试仪的另一端通过第二导线与第一壳体或者第二壳体的金属层电连接，形成测试电路。

2.如权利要求1所述的一种电芯壳体的绝缘检测系统，其特征在于：所述金属层为铝层，所述绝缘层为聚丙烯层。

3.如权利要求1所述的一种电芯壳体的绝缘检测系统，其特征在于：所述待测电芯为软包电芯，所述壳体从外向内包括尼龙层、金属层和绝缘层。

4.如权利要求3所述的一种电芯壳体的绝缘检测系统，其特征在于：所述第一壳体和第二壳体的外侧分别设置有金属层裸露区，第二导线通过金属层裸露区与第一壳体或者第二壳体的金属层电连接。

5.如权利要求1所述的一种电芯壳体的绝缘检测系统，其特征在于：所述测试仪为绝缘测试仪、电压表或者万用表中的任意一种。

6.如权利要求1所述的一种电芯壳体的绝缘检测系统，其特征在于：所述壳体还包括第三壳体，第一壳体、第二壳体和第三壳体分别覆盖裸电芯的不同区域，第一壳体、第二壳体和第三壳体之间相互绝缘。

7.如权利要求6所述的一种电芯壳体的绝缘检测系统，其特征在于：测试仪通过第二导线与第一壳体、第二壳体或者第三壳体的金属层电连接。

8.如权利要求1所述的一种电芯壳体的绝缘检测系统，其特征在于：所述第一导线远离测试仪的一端设置有夹持件，第一导线通过夹持件与待测电芯的正极耳或者负极耳电连接。

9.如权利要求1所述的一种电芯壳体的绝缘检测系统，其特征在于：所述第二导线远离测试仪的一端设置有探针，第二导线通过探针与第一壳体或者第二壳体的金属层电连接。