CN211347727U - 电池检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及锂电池检测技术领域，提供了一种电池检测装置,该电池检测装置包括防爆箱、充气针、穿设于防爆箱的侧壁的连接管组件以及设于连接管组件上的压力表，连接管组件的一端与充气针相连，另一端与一气源装置相连；软包锂电池放置在防爆箱中，充气针的针孔端刺破铝塑膜并置入铝塑膜内部，充气针与铝塑膜之间密封连接。与现有技术对比，通过将封装的可靠性转化为封装可承受的气压值，用气压值评价封装效果，也可以用气压值绘制成图表以对电池制造中的封装稳定性进行监测，以实现量化封装效果，对封装的可靠性进行数据化评价，并提高了检测效率，降低了生产成本，保证了生产质量。

Description

电池检测装置

技术领域

本实用新型涉及锂电池检测的技术领域，尤其是涉及一种电池检测装置。

背景技术

目前，在软包锂电池(也称“软包电芯”，下面为了统一技术术语，统称为“软包锂电池”)制造领域，使用铝塑膜为包装的材料，来隔绝电极活性物质和外部空气。铝塑复合膜大致可以分为三层——内层为粘结层，在加压加温环境下能够热熔，多采用聚乙烯或聚丙烯材料，起封口粘结作用；中间层为铝箔，能够防止电池外部水汽的渗入，同时防止内部电解液的渗出；外层为保护层，多采用高熔点的聚酯或尼龙材料，有很强的机械性能，防止外力对电池的损伤，起保护电池的作用。

软包锂电池采用热封装，铝塑膜的热熔效果是影响电池性能的一项重要因素。如果封装过程中内层熔接不好或者出现铝塑膜的中间层破损，铝塑膜不能完全隔绝电池内部物质与外部环境，环境中水蒸气进入到电池内部，与电池内部的电解液发生反应产生氟化氢等气体，最终导致电池鼓包，电压下降，带来安全风险。

传统的检测电池破损或其它封装不良的方法，目前行业中有两个方案：第一种是对电池成品进行目视或放大镜检测，需要将正负极材料进行匀浆，涂布制成极片之后，再用卷绕或叠片的方法制成极组，然后对极组进行铝塑膜封装、注液和初次充电，最后进行终封；终封完成后在最终目检出货工序，对电池成品进行目视或放大镜检测；如有不良，则在之前工序进行改进。第二种是对终封后电池或电池成品进行长期存储，然后目视查看电池的鼓包漏液等异常现象；电池完成终封后进行5-10天的常温存储测试，存储后对电池进行外观检查，若发生鼓包漏液等异常现象，说明生产过程中封装存在异常，使电池内部物质与环境接触，发生鼓包。然而，对于第一种检测方法，检测结果不能很好的评价整个封装效果，检测率低，漏检的电池在客户使用中发生鼓包漏液，给客户带来安全风险。对于第二种检测方法，虽然提升了检出率，使鼓包漏液的风险尽可能的在生产中显现出来，但延长了电池的生产周期，增大了企业库存，给企业带来很大经济压力，且在较长的存储过程中，很多低电压电池出现，影响后续配组、出货，产生了其它质量问题。

实用新型内容

本实用新型的其中一个目的是：提供一种电池检测装置，以解决现有技术中存在的电池封装可靠性检测的周期长、检测效果不理想的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

本实用新型提供了一种电池检测装置，对软包锂电池封装可靠性进行检测，软包锂电池包括铝塑膜，其中，电池检测装置包括防爆箱、充气针、穿设于防爆箱的侧壁的连接管组件以及设于连接管组件上的压力表，连接管组件的一端与充气针相连，另一端与一气源装置相连；软包锂电池放置在防爆箱中，充气针的针孔端刺破铝塑膜并置入铝塑膜内部，充气针与铝塑膜之间密封连接。

本实用新型的技术方案具有以下优点：该电池检测装置，采用防爆箱、充气针、连接管组件以及压力表，利用充气针、连接管组件对铝塑膜内部充气，使软包锂电池的铝塑膜鼓胀直至爆破，可通过压力表读取铝塑膜爆破时的检测气压值，将检测气压值与设定气压值进行比对，从而判断得出电池封装效果，这样，通过将封装的可靠性转化为封装可承受的气压值，用气压值评价封装效果，也可以用气压值绘制成图表以对电池制造中的封装稳定性进行监测，以实现量化封装效果，对封装的可靠性进行数据化评价，并提高了检测效率，降低了生产成本，保证了生产质量；此外，还可以对封装失效电池的具体失效位置进行观测和分析，以提供更多依据用来查明封装失效原因。

在一个实施例中，铝塑膜的表面设有速凝胶，以密封充气针与铝塑膜之间的间隙。这样，操作简单，成本低，且密封效果好，可保证检测结果的有效性。

在一个实施例中，速凝胶为速凝性硅胶或速凝性橡胶。

在一个实施例中，充气针刺破铝塑膜的位置位于铝塑膜的表面中部。这样，气体充入后冲中心向四周扩散，从而可使周边受压均匀。

在一个实施例中，连接管组件包括软管和与软管连接的钢管，充气针与软管相连，压力表、气源装置分别与钢管相连。

在一个实施例中，软管设于防爆箱中，钢管设于防爆箱外部。

在一个实施例中，防爆箱上设有转接头，转接头分别与软管和钢管连接。

在一个实施例中，防爆箱包括底座和盖设在底座上的防爆罩，软包锂电池放置在底座上。

在一个实施例中，连接管组件上设有控制管内气体导通和关闭的开关。

在一个实施例中，充气针的直径尺寸为1mm至3mm。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的电池检测装置的主视示意图；

图2是本实用新型实施例一提供的电池检测装置的立体示意图；

图3是本实用新型实施例一提供的检测方法的流程图；

图4是本实用新型实施例二提供的电池检测装置的立体示意图。

主要元件符号说明：

100-电池检测装置；10-防爆箱；12-防爆罩；20-充气针；30-连接管组件；

32-钢管；40-压力表；50-气源装置；60-速凝胶；70-转接头；80-开关；

11-底座；31-软管；200-软包锂电池；201-铝塑膜。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体附图对本实用新型的实现进行详细的描述。

为叙述方便，下文中所称的“上”“下”与附图本身的上、下方向一致，但并不对本实用新型的结构起限定作用。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“一个”或者“一”等类似词语不表示数量限制，而是表示存在至少一个。

实施例一

如图1和图2所示，本实施例提供的电池检测装置100，对软包锂电池200封装可靠性进行检测，软包锂电池200包括铝塑膜201，其中，电池检测装置100包括防爆箱10、充气针20、穿设于防爆箱10的侧壁的连接管组件30以及设于连接管组件30上的压力表40，连接管组件30的一端与充气针20相连，另一端与一气源装置50相连；软包锂电池200放置在防爆箱10中，充气针20的针孔端刺破铝塑膜201并置入铝塑膜201内部，充气针20与铝塑膜201之间密封连接。

上述的电池检测装置100，采用防爆箱10、充气针20、连接管组件30以及压力表40，利用充气针20、连接管组件30对铝塑膜201内部充气，使软包锂电池200的铝塑膜201鼓胀直至爆破，可通过压力表40读取铝塑膜201爆破时的检测气压值，将检测气压值与设定气压值进行比对，从而判断得出电池封装效果，这样，通过将封装的可靠性转化为封装可承受的气压值，用气压值评价封装效果，也可以用气压值绘制成图表以对电池制造中的封装稳定性进行监测，以实现量化封装效果，对封装的可靠性进行数据化评价，并提高了检测效率，降低了生产成本，保证了生产质量；此外，还可以对封装失效电池的具体失效位置进行观测和分析，以提供更多依据用来查明封装失效原因。

本实施例的电池检测装置100，用以检测软包锂电池200的封装可靠性，该软包锂电池200是使用铝塑膜201作为包装的电池，软包锂电池200包括极组(图未示)和包覆在极组外部的铝塑膜201。特别的是，在软包锂电池200制作的工序中，封装工序包括顶封、侧封和终封工序，其中，在注液前对铝塑膜201和极组进行顶封、侧封，在注液后进行终封，本实施例提供的电池检测装置100，其检测内容包括了对顶封、侧封和终封工序封装可靠性，以及对电池制造过程中铝塑膜201是否破损等项目。

参见图1和图2，电池检测装置100，包括防爆箱10、充气针20、连接管组件30以及压力表40，连接管组件30穿设于防爆箱10的侧壁，且一端与充气针20相连，另一端与一气源装置50相连，压力表40设于连接管组件30上。软包锂电池200放置在防爆箱10中，利用充气针20向下刺破铝塑膜201并伸入铝塑膜201的内部，在通过气源装置50泵出气体，气体经连接管组件30、充气针20进入铝塑膜201的内部，使铝塑膜201膨胀，压力表40可观测气体压力值。需要说明的是，为了安全性考虑，在对软包锂电池200检测前，需要先将软包锂电池200放电至0伏，再将完全放电后的软包锂电池200进行检测，从而消除了安全隐患。

参见图1和图2，在本实施例中，防爆箱10为但不局限于金属材质，防爆箱10包括底座11和盖设在底座11上的防爆罩12，软包锂电池200放置在底座11上，这样，采用金属材质密闭结构，可减弱电池爆破的声音以及降低安全风险。特别的是，防爆罩12具有取放口(图未示)，以便软包锂电池200放入和取出，防爆罩12上可设置有观测区(图未示)，该观测区可安装透明的防爆玻璃或塑料，这样，可在测试过程中，通过观测气泡形成位置，来确定是否漏气及漏气位置。

在又一实施例中，底座11可设置有定位构件，以在软包锂电池200放置后，对其进行定位和固定。

从图1和图2可以看出，充气针20的直径尺寸为1mm至3mm，其与铝塑膜201之间密封连接，在本实施例中，充气针20的直径尺寸优选为1mm至2mm，铝塑膜201的表面设有速凝胶，以密封充气针20与铝塑膜201之间的间隙，容易理解的是，在软包锂电池200表面涂覆一层速凝胶60，速凝胶60粘结于软包锂电池200，再将充气针20的针孔端(位于其下端，图示的下端)自上而下(图示的上下方向)顺序地穿过速凝胶60并插入铝塑膜201内，带速凝胶60完全凝固后，即可放入防爆箱10内进行上述检测，这样，这种密封结构，操作简单，成本低，且密封效果好，可保证检测结果的有效性。

在其他实施例中，也可以采用其他带有粘性固态胶体，来密封充气针20与铝塑膜201之间间隙，保证封装的气密性。

速凝胶60可以是速凝性硅胶，也可以是速凝性橡胶、或速凝性硅橡胶。在本实施例中，速凝胶60为速凝性硅胶，

参见图1和图2，在本实施例中，充气针20刺破铝塑膜201的位置位于铝塑膜201的表面中部，值得一提的是，速凝性硅胶的粘粘位置在软包锂电池200的表面中心位置，即在铝塑膜201的上表面(图示的包覆在极组上方的铝塑膜201的外表面)中部，这样，充气针20插设在铝塑膜201的表面中部，气体充入后冲中心向四周扩散，从而可使周边受压均匀。

在其他实施例中，充气针20刺破铝塑膜201的位置也可以在铝塑膜201的表面其他位置。

请继续参见图1和图2，在本实施例中，连接管组件30包括软管31和与软管31连接的钢管32，充气针20与软管31相连，压力表40、气源装置50分别与钢管32相连。软管31为但不局限于PVC(Polyvinyl chlorid，聚氯乙烯)管，钢管32为但不局限于不锈钢管，充气针20通过紧配合、卡合等一切现有的固定方式与软管31连接固定，钢管32一端与气源装置50连接，另一端与软管31连接，压力表40通过其上的接头与钢管32相连，可以理解的是，软管31具有一定的柔性，因此，在速凝性硅胶凝固后，来移动软包锂电池200和调整软包锂电池200的位置，这样，方便了充气针20的刺破。

具体地，软管31设于防爆箱10中，钢管32设于防爆箱10外部，防爆箱10上设有转接头70，转接头70安装在防爆罩12的侧壁上，转接头70分别与软管31和钢管32连接，这样，方便了连接管组件30与防爆箱10的拆装，便于使用和维护。

参见图1和图2，在本实施例中，连接管组件30上设有控制管内气体导通和关闭的开关80，开关80安装在钢管32上，其内设置有阀芯，通过控制开关80既能实现充气和停止充气的控制。特别的是，开关80的接头与钢管32以及压力表40的接头与钢管32均成垂直设置，软管31包括与转接头70相连的水平段，该水平段与钢管32同轴设置，这样，压力表40的测得数值更为精确，软管31与钢管32对接后，气体流动不会受到影响。

参见图3，本实施例提供的检测方法，采用上述的电池检测装置100，其中，该检测方法包括以下步骤：

S1、对软包锂电池200完全放电；

S2、在软包锂电池200的外表面涂设速凝胶60，将充气针20穿过速凝胶60并刺破铝塑膜201；

S3、待速凝胶60凝固后，将软包锂电池200放置在防爆箱10中；

S4、通过气源装置50对软包锂电池200内部充气，直至铝塑膜201鼓胀至爆破，观察压力表40，并记录下爆破时的检测气压值；

S5、通过将检测气压值与一设定气压值进行比对，若检测气压值大于设定气压值，则判定检测合格；反之，则判定不合格。

该检测方法，采用上述电池检测装置100，通过软包锂电池200能够承受的最大气压值来量化软包锂电池200的封装效果，对封装的可靠性进行数据化评价，并能初步定位封装失效位置，检测准确、快捷、效率高，应用效果显著；此外，可在电池制造的终封工序中对软包锂电池200封装进行可靠性检测，比行业内的在用方案提前5-10天，从而更好的提前识别风险。

对于S1步骤，在电池完成终封后或是出货前，抽取部分批量的软包锂电池200进行封装可靠性检测，在检测前，先对软包锂电池200完全放电，在本实施例中，通过现有的一切放电方式将软包锂电池200电量放尽，使软包锂电池200的电压放电至0伏。

对于S2步骤，在软包锂电池200的外表面涂设速凝胶60，将充气针20穿过速凝胶60并刺破铝塑膜201，在本实施例中，通过胶枪将流体状的速凝胶60涂覆在铝塑膜201表面，再将充气针20穿过速凝胶60后插入铝塑膜201内部，速凝胶60的厚度和面积以满足充气针20与铝塑膜201的密封性即可。

对于S3步骤，待速凝胶60凝固后，将软包锂电池200放置在防爆箱10中，在本实施例中，在常温下待速凝胶60凝固后，将可将软包锂电池200连通充气针20一同移至防爆箱10内，并放置在底座11上。

对于S4步骤，通过气源装置50对软包锂电池200内部充气，直至铝塑膜201鼓胀至爆破，观察压力表40，并记录下爆破时的检测气压值，在本实施例中，打开开关80，气源装置50泵入气体至铝塑膜201内，直至铝塑膜201鼓胀至爆破，观察压力表40上软包锂电池200爆破时的读书。

对于S5步骤，通过将检测气压值与一设定气压值进行比对，若检测气压值大于设定气压值，则判定检测合格；反之，则判定不合格。在本实施例中，设定气压值定义为βMpa(兆帕)，该β的数值不小于0.3，其由检测这对该批产品进行大量分析和数据统计后得出，即输出电池所承受的最大气压值，当S5步骤测得的气压值大于βMpa说明电池封装性能较好，而当低于βMpa时说明电池的封装可靠性较差。需要指出的是，当S5步骤测得的气压值低于βMpa的软包锂电池200，在检测过程中被气体撑爆前，封印异常区域最先失效，可通过对软包锂电池200的具体状态观测(由于封装差的区域，会出现气泡)，从而可得出具体的封装位置，继而对相应的工序进行改善，也就是说，通过上述电池检测装置100及方法，不仅可以有效评价软包锂电池200的封装可靠性，还能有效的检查定位出电池封装的哪个环节或者哪个位置出现问题，继而进行改善。

实施例二

下面结合附图4仅就与实施例一中不同之处作详细说明。

在本实施例中，防爆箱10包括底座11和至少部分透明的防爆罩12，防爆罩12盖设在底座11上，软包锂电池200放置在底座11上，这样，采用至少部分透明的防爆罩12密闭结构，可减弱电池爆破的声音以及降低安全风险，同时还减轻了防爆罩12的重量，并方便观测。

在其他实施例中，防爆罩12整体采用透明的防爆玻璃或防爆塑料制成。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池检测装置，对软包锂电池封装可靠性进行检测，所述软包锂电池包括铝塑膜，其特征在于，所述电池检测装置包括防爆箱、充气针、穿设于所述防爆箱的侧壁的连接管组件以及设于所述连接管组件上的压力表，所述连接管组件的一端与所述充气针相连，另一端与一气源装置相连；所述软包锂电池放置在所述防爆箱中，所述充气针的针孔端刺破所述铝塑膜并置入所述铝塑膜内部，所述充气针与所述铝塑膜之间密封连接。

2.根据权利要求1所述的电池检测装置,其特征在于，所述铝塑膜的表面设有速凝胶，以密封所述充气针与所述铝塑膜之间的间隙。

3.根据权利要求2所述的电池检测装置,其特征在于，所述速凝胶为速凝性硅胶或速凝性橡胶。

4.根据权利要求1所述的电池检测装置,其特征在于，所述充气针刺破所述铝塑膜的位置位于所述铝塑膜的表面中部。

5.根据权利要求1所述的电池检测装置,其特征在于，所述连接管组件包括软管和与所述软管连接的钢管，所述充气针与所述软管相连，所述压力表、所述气源装置分别与所述钢管相连。

6.根据权利要求5所述的电池检测装置,其特征在于，所述软管设于所述防爆箱中，所述钢管设于所述防爆箱外部。

7.根据权利要求6所述的电池检测装置,其特征在于，所述防爆箱上设有转接头，所述转接头分别与所述软管和所述钢管连接。

8.根据权利要求1至7任一项所述的电池检测装置,其特征在于，所述防爆箱包括底座和盖设在所述底座上的防爆罩，所述软包锂电池放置在所述底座上。

9.根据权利要求1至7任一项所述的电池检测装置,其特征在于，所述连接管组件上设有控制管内气体导通和关闭的开关。

10.根据权利要求1至7任一项所述的电池检测装置,其特征在于，所述充气针的直径尺寸为1mm至3mm。

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