CN218725021U - 电池漏液检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池漏液检测系统，包括：气体采样装置，具有容纳待检测电池的密闭腔室，配置为用于形成采样气体；气体捕获装置，与所述气体采样装置连接，配置为接收所述采样气体并捕获所述采样气体中的测试气体；和气体检测装置，与所述气体捕获装置连接，配置为检测所述测试气体以确定出所述待检测电池是否发生电解液泄漏。本实用新型的电池漏液检测系统，通过该气体捕获装置捕获采样气体中的测试气体后再将测试气体输送至气体检测装置中进行检测，可以提高对测试气体的检测灵敏度。

Description

电池漏液检测系统

技术领域

本实用新型涉及一种电池检测技术领域，尤其是一种电池漏液检测系统。

背景技术

在各种锂离子电池系统中，有机液体电解液仍为市场主要的电解液材料。有机液体电解液一般由三部分组成：电解质锂盐、有机溶剂和添加剂。有机溶剂是电解液的主体成分，用于锂离子电池的有机溶剂主要有碳酸酯类、醚类和羧酸酯类；典型的如碳酸乙烯酯(EC)+碳酸二甲酯(DMC)体系或者碳酸乙烯酯(EC)+碳酸二乙酯(DEC) 体系等。电解液在泄漏情况下，会产生一些挥发性有机物(TVOC)，根据这个特点，可以检测电池是否发生泄漏。

CN211125909U公开了一种新能源锂电池电解液泄漏检测系统，包括环境试验箱，所述环境试验箱上连接有空气冷却器，所述空气冷却器上连接有除水过滤器，所述除水过滤器上连接有气体检测机构，所述气体检测机构上连接有气体采样泵。

CN112729689A公开了一种漏液检测装置，包括腔体、封盖、抽真空管道和检测组件，其中，腔体具有用于容纳电池模组的测试腔；封盖密封盖合测试腔的腔口；抽真空管道的一端与腔体密封连接且与测试腔连通；检测组件连接于抽真空管道，检测组件能够通过抽真空管道抽取测试腔内的气体，并检测电池模组的电解液的泄漏程度。

上述专利文献的电池漏液检测系统直接将采样气体输送至检测仪器中进行检测，对采样气体中的挥发性有机物的检测灵敏度不高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电池漏液检测系统，其至少可以解决通过检测采样气体中的挥发性有机物判断电池是否存在漏液现象时对采样气体中的挥发性有机物的检测灵敏度不高的技术问题。

本实用新型提供一种电池漏液检测系统，包括：

气体采样装置，具有容纳待检测电池的密闭腔室，配置为用于形成采样气体；

气体捕获装置，与所述气体采样装置连接，配置为接收所述采样气体并捕获所述采样气体中的测试气体；和

气体检测装置，与所述气体捕获装置连接，配置为检测所述测试气体以确定出所述待检测电池是否发生电解液泄漏。

根据本实用新型所述的电池漏液检测系统，优选地，还包括：气体定量装置，其一端与所述气体采样装置连接，另一端与所述气体捕获装置连接，所述气体定量装置配置为控制所述采样气体的体积。

根据本实用新型所述的电池漏液检测系统，优选地，所述气体采样装置包括：密闭容器，具有容纳待检测电池的密闭腔室，与所述气体定量装置连接；抽真空管路，与所述密闭容器连接，配置为使所述密闭腔室处于真空状态；和气体供给管路，与所述密闭容器连接，配置为向所述密闭腔室内供入气体以形成所述采样气体。

根据本实用新型所述的电池漏液检测系统，优选地，所述密闭容器包括箱体，所述箱体配置为敞口容器，并配置为装载待检测电池。

根据本实用新型所述的电池漏液检测系统，优选地，所述密闭容器还包括箱盖，所述箱盖与所述箱体密封地扣合连接以形成所述密闭腔室。

根据本实用新型所述的电池漏液检测系统，优选地，所述气体捕获装置包括：吸附模块，配置为吸附所述测试气体；和热解吸模块，设置在所述吸附模块的外部，配置为升高所述吸附模块所处环境的温度以热解吸所述吸附模块中所吸附的测试气体。

根据本实用新型所述的电池漏液检测系统，优选地，所述气体捕获装置还包括：制冷模块，设置在所述吸附模块的外部，配置为所述在吸附模块吸附所述测试气体时降低所述吸附模块所处环境的温度。

根据本实用新型所述的电池漏液检测系统，优选地，所述制冷模块为半导体制冷模块。

根据本实用新型所述的电池漏液检测系统，优选地，所述吸附模块包括衬管，所述衬管中填装有用于吸附所述测试气体的吸附填料。

根据本实用新型所述的电池漏液检测系统，优选地，所述气体检测装置包括气相色谱仪。

本实用新型的电池漏液检测系统中设置有气体捕获装置，通过该气体捕获装置捕获采样气体中的测试气体后再将测试气体输送至气体检测装置中进行检测，可以提高对测试气体的检测灵敏度。

附图说明

图1为本实用新型的一种电池漏液检测系统的结构示意图。

图2为本实用新型的一种电池漏液检测系统测试气体的流程示意图。

图3是应用实施例1中的气体图谱。

图4是应用实施例2中的气体图谱。

附图标记说明如下：

1、电池漏液检测系统；

11、气体采样装置；111、密闭容器；1111、箱体；1112、箱盖；112、密封垫圈；113、取样阀；114、载气阀；115、搭扣； 116、气压测试管路；117、待检测电池；118、负压阀；

12、气体定量装置；

13、气体捕获装置；131、吸附模块；132、温控模块；

14、气体检测装置。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步的说明，但本实用新型的保护范围并不限于此。

本实用新型的示例性实施方式提供一种电池漏液检测系统，其包括气体采样装置、气体捕获装置和气体检测装置。气体采样装置具有容纳待检测电池的密闭腔室，其配置为用于形成采样气体。气体捕获装置与气体采样装置连接，配置为接收采样气体并捕获采样气体中的测试气体。气体检测装置与气体捕获装置连接，配置为检测测试气体以确定出待检测电池是否发生电解液泄漏。

通过采用上述方案，可以先将待检测电池放置于一个相对密封的密闭腔室内，再将密闭腔室内的采样气体输送至气体捕获装置。如果待检测电池发生泄漏现象，那么采样气体中必然含有挥发性有机物，该挥发性有机物即本实用新型限定的测试气体。气体捕获装置可以捕获该测试气体，再将测试气体输送至气体检测装置用于检测测试气体的相关参数，从而可以确定待检测电池是否发生电解液泄漏现象。

本实用新型的电池漏液检测系统中设置有气体捕获装置，通过该气体捕获装置捕获采样气体中的测试气体后再将测试气体输送至气体检测装置中进行检测，可以提高对测试气体的检测灵敏度，进而能够可靠、有效地判断出待检测电池是否存在漏液现象，判断精准，检测准确度高，能够有效避免电池的不良品流入后工序甚至流入市场，从而降低了安全隐患，保障并提高了流入市场的产品的安全性。

此处需要说明的是，还可以存在一控制系统与电池漏液检测系统电性连接，并对电池漏液检测系统的部分结构或全部结构进行调控。该控制系统可以为但不限于为PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)控制系统，以使电池漏液检测系统自动化、智能化地实现对电池漏液的检测。

在一些实施方式中，电池漏液检测系统还包括气体定量装置，气体定量装置的一端与气体采样装置连接，另一端与气体捕获装置连接，气体定量装置配置为控制采样气体的体积。

通过设置气体定量装置可以控制从气体采样装置排出至气体检测装置的采样气体的体积，从而可以确定出测试气体在采样气体的中的含量，进一步可以检测出电池的电解液的泄漏程度。

气体定量装置可以包括作为装置主体的阀体和设置在阀体内的气体通道，气体通道由阀体内的沿水平方向设置的盲孔形成。气体通道包括采样气体进口和采样气体出口，在阀体内设有用于连通采样气体进口和采样气体出口的通道，通道形成用于容纳采样气体的定量用通道。定量用通道由阀体内沿水平方向设置的盲孔形成，采样气体进口和采样气体出口是加工定量用通道形成工艺孔，采用螺纹堵头进行密封封堵。将定量用通道内的采样气体的气压控制在设定范围内以实现控制采样气体的体积的目的。

可以理解的是，气体定量装置也可以采样本领域所熟知的基于定量环的其他结构，本实用新型对此不做限制。

在一些实施方式中，气体采样装置包括密闭容器、抽真空管路和气体供给管路。密闭容器具有容纳待检测电池的密闭腔室，与气体定量装置连接。抽真空管路与密闭容器连接，配置为使密闭腔室处于真空状态。气体供给管路与密闭容器连接，配置为向密闭腔室内供入气体以形成采样气体。

通过采用上述方案，在将采样气体输送至气体捕获装置之前，还可以首先将抽真空管路与真空泵连接，从而将密闭腔室内的气体抽出去，使密闭腔室处于负压状态，并保持一设定时间，以使待检测电池中的挥发性气体在负压的作用下充分地挥发出来。然后再使气体供给管路与气体供给容器相连通，向密闭容器内充入气体，从而将挥发性气体从密闭容器中带出形成采样气体。

此外，当电池漏液检测系统检测工作结束之后，也可以再次将气体供给管路与气体供给容器连通，以通过气体吹扫电池漏液检测系统的各个部件，避免气体残留影响下一次检测的精度。

抽真空管路上还可以设置用于控制抽真空管路通断的负压阀，该负压阀可以为电磁阀。

气体供给管路上还可以设置用于控制气体供给管路通断的载气阀，该载气阀可以为电磁阀。

作为示例，气体供给容器供给的气体可以为氮气或者惰性气体，例如氩气。

在一些实施方式中，密闭容器还可以连接有检测密闭腔室内气压的气压测试管路。气压测试管路可以连接到压力表上。

密闭容器与气体定量装置之间的连接管路上也可以设置控制该连接管路通断的取样阀。取样阀可以为电磁阀。

在一些实施方式中，密闭容器包括箱体和箱盖。箱体配置为敞口容器，配置为装载待检测电池。箱盖与箱体密封地扣合连接以形成密闭腔室。

作为示例，箱体和箱盖可以采用高分子有机材料制造而成。具体而言，采用高分子有机材料做一个密封缸作为箱体，上方圆盖为可拆卸部分作为箱盖，在箱盖的周边配有若干个固定用的金属卡扣以与箱体扣合连接。箱体和箱盖之间夹设有密封垫圈，以提高密闭容器的密封性能。

箱体的下部连接上述的抽真空管路和气体供给管路，箱盖上连接上述的气压测试管路以及气体定量装置。

密封垫圈可以为硅胶密封圈，也可以为本领域所熟知的其他材料和结构，本实用新型对此不做限制。

此外，箱体和箱盖可以采用本领域所熟知的其他材料和结构。

在一些实施方式中，气体捕获装置包括吸附模块和热解吸模块。吸附模块配置为吸附测试气体。热解吸模块设置在吸附模块的外部，配置为升高吸附模块所处环境的温度以热解吸吸附模块中所吸附的测试气体。

通过采用上述方案，将测试气体吸附至吸附模块中再从吸附模块中热解吸出来，从而实现捕获测试气体的目的。对于电池的电解液泄漏程度不高导致挥发性气体较少的情况下，也可以将捕获到测试气体，从而提高本实用新型的电池漏液检测系统的测试灵敏度。

上述的热解吸模块可以为加热模块，用于升高吸附模块所处环境的温度，从而使吸附在吸附模块中的测试气体迅速挥发成气态。

加热模块可以采用电加热或者微波加热等方式，也可以采用本领域所熟知的其他结构，对此本实用新型不做限制。

在一些实施方式中，吸附模块为冷聚焦结构。基于此，本实用新型的气体捕获装置还包括制冷模块，制冷模块设置在吸附模块的外部，配置为在吸附模块吸附测试气体时降低吸附模块所处环境的温度。这样可以使得测试气体更好地被吸附，实现富集功能，进一步提高气体捕获装置捕获测试气体的能力。

作为示例，制冷模块为半导体制冷模块。半导体制冷模块可以采用半导体制冷片，半导体制冷片包括多组由两种不同半导体材料串联成的热电偶。具体而言，当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成的热电偶对中有电流通过时，两端之间就会产生热量转移，热量就会从一端转移到另一端，从而产生温差形成冷热端。本实用新型利用半导体制冷片的冷端降低吸附模块所处环境的温度，从而使得测试气体更好地被吸附。

在一些实施方式中，吸附模块包括衬管，衬管中填装有用于吸附测试气体的吸附填料。

作为示例，衬管为惰化处理的金属衬管，在衬管中间装有吸附填料并用石英棉固定填料两端。

在一些实施方式中，上述的加热模块和制冷模块为集成的一体式结构。

在一些实施方式中，气体检测装置包括气相色谱仪。气相色谱仪所用检测器可以为氢火焰检测器。

通过上述方案，结合气相色谱仪和氢火焰检测器对测试气体进行检测，可以提高本实用新型的电池漏液检测系统的检测精度。

气相色谱仪的色谱柱箱的温度、进样口温度、色谱柱、色谱柱的柱前压、以及氢火焰检测器的温度可以根据实际待检测电池中电解液的成分以及待检测电池的型号需要确定。

本实用新型示例性实施方式提供的电池漏液检测系统操作简单，实用性强，可以对电池的漏液现象进行检测，能够准确的判断电池是否发生电解液泄漏。

实施例1

图1为本实用新型的一种电池漏液检测系统1的结构示意图。图 2为本实用新型的一种电池漏液检测系统1测试气体的流程示意图。

该电池漏液检测系统1包括气体采样装置11、气体定量装置12、气体捕获装置13和气体检测装置14。

如图1所示，气体采样装置11包括密闭容器111、抽真空管路和气体供给管路。

密闭容器111具有容纳待检测电池117的密闭腔室，与气体定量装置12连接。密闭容器111包括高分子有机材料制造的箱体1111和箱盖1112。箱体1111配置为敞口容器，配置为装载待检测电池 117。箱盖1112与箱体1111通过搭扣115密封地扣合连接以形成密闭腔室。在本实施例中，箱体1111和箱盖1112之间夹设有密封垫圈 112，以提高密闭容器111的密封性能。在本实施例中，密封垫圈112 为硅胶密封圈，搭扣115为金属搭扣。

抽真空管路与密闭容器111的箱体1111连接，配置为使密闭腔室处于真空状态。抽真空管路上还可以设置有用于控制抽真空管路通断的负压阀118，该负压阀118可以为电磁阀。在使用时，抽真空管路与真空泵连接。

气体供给管路与密闭容器111的箱体1111连接，配置为向密闭腔室内供入气体以形成采样气体。气体供给管路上还可以设置有用于控制气体供给管路通断的载气阀114，该载气阀114可以为电磁阀。在使用时，气体供给管路与气体供给容器连接。在本实施例中，气体供给容器供给的气体为氮气。

在本实施例中，箱盖1112上连接有气压测试管路116，并且，箱盖1112与气体定量装置12连接。箱盖1112与气体定量装置12之间的连接管路上设置有取样阀113。该取样阀113可以为电磁阀。

气体捕获装置13包括吸附模块131、热解吸模块和制冷模块。吸附模块131配置为吸附测试气体。热解吸模块为加热模块，设置在吸附模块131的外部，配置为升高吸附模块131所处环境的温度以热解吸吸附模块131中所吸附的测试气体。制冷模块为半导体制冷模块，设置在吸附模块131的外部，配置为在吸附模块吸附测试气体时降低吸附模块131所处环境的温度。

在本实施例中，加热模块和制冷模块为集成的一体式温控模块 132。

在本实施例中，气体检测装置14包括气相色谱仪，气相色谱仪所用检测器可以为氢火焰检测器。

下面详细描述电池漏液检测系统1的工作过程：

如图2所示，在使用电池漏液检测系统1时，将待检测电池117 放置在气体采样装置11的箱体1111中，并用金属的搭扣115将箱盖 1112固定形成密闭腔室。打开负压阀118，关闭取样阀113和载气阀 114，由真空泵通过负压阀118将密闭腔室内的气体抽出第一设定时间，使密闭腔室内达到负压的状态。关闭负压阀118，保持第二设定时间后，打开载气阀114向密闭腔室内供入氮气并持续第三设定时间后打开取样阀113，把挥发性有机物带出密闭腔室形成采样气体。通过气体定量装置12控制定量取样预设容量的采样气体进入气体捕获装置13。通过吸附模块131对采样气体进行冷聚焦后再通过热解吸模块进行热解吸后获得测试气体。将测试气体输送至气体检测装置 14，通过挥发性有机物的专用色谱柱进入气相色谱仪进行检测。

可以根据不同待检测电池样品需要自动控制上述第一设定时间、第二设定时间、第三设定时间以及预设容量。

当电池漏液检测系统1检测工作结束之后，也可以再次将气体供给管路与气体供给容器连通，以通过气体吹扫电池漏液检测系统1的各个部件，避免气体残留影响下一次检测的精度，然后将密闭容器中气体排出完成泄压。

应用实施例1

采用实施例1中的电池漏液检测系统1对第一待检测电池117的电解液泄漏现象进行检测。

检测过程

将第一待检测电池放置在气体采样装置11的箱体1111中，并用金属的搭扣115将箱盖1112固定形成密闭腔室。打开负压阀118，关闭取样阀113和载气阀114，由真空泵通过负压阀118将密闭腔室内的气体抽出10s，使密闭腔室内达到负压的状态。关闭负压阀118，保持60s后，打开载气阀114向密闭腔室内供入氮气并持续5s后打开取样阀113，把挥发性有机物带出密闭腔室形成采样气体。通过气体定量装置12控制定量取样1mL的采样气体进入气体捕获装置13。通过吸附模块131对采样气体进行冷聚焦后再通过热解吸模块进行热解吸后获得测试气体。将测试气体输送至气体检测装置14，通过挥发性有机物的专用色谱柱进入气相色谱仪进行检测。

检测条件

气相色谱仪的色谱柱箱的温度为50℃，进样口温度为80℃，色谱柱采用固定液OV-101，0.5米的不锈钢填充柱，色谱柱的柱前压为 0.1MPa。氢火焰检测器的温度为250℃。

检测结果

图3是对第一待检测电池检测后测试气体的气体图谱。从图3中可以看出，进样峰不高，峰高只有30mv，且多次进样都能保持稳定。因此，确定出第一待检测电池没有发生电解液泄漏现象，为完整的电池样品。

应用实施例2

采用实施例1中的电池漏液检测系统1对第二待检测电池的电解液泄漏现象进行检测。

检测过程

将应用实施例1中的完整的第一待检测电池划破后，形成了本应用实施例2中的第二待检测电池。

本应用实施例2所采用的检测过程与应用实施例1所采用的检测过程相同。

检测条件

本应用实施例2所采用的检测条件与应用实施例1所采用的检测条件相同。

检测结果

图4是对第二待检测电池检测后测试气体的气体图谱。图3和图 4中，横坐标单位均为min。从图4中可以看出，色谱峰a和b均有明显增大，其中色谱峰b增加尤为明显，达到了600mv。因此，确定出第二待检测电池发生了电解液泄漏现象。

通过对应用实施例1的检测结果和应用实施例2的检测结果对比分析可以看出，当完整电池被破坏后，电解液中的易挥发组分能够挥发到密闭容器111中，通过气相色谱仪和氢火焰检测器检测发现有明显的响应信号。该对比结果表明通过电池漏液检测系统1可以快速高效地检测电池中电解液是否存在泄漏。

本实用新型并不限于上述实施方式，在不背离本实用新型的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本实用新型的范围。

Claims (9)

1.一种电池漏液检测系统，其特征在于，包括：

气体采样装置，具有容纳待检测电池的密闭腔室，配置为用于形成采样气体；

气体捕获装置，与所述气体采样装置连接，配置为接收所述采样气体并捕获所述采样气体中的测试气体，所述气体捕获装置包括：

吸附模块，配置为吸附所述测试气体；和

热解吸模块，设置在所述吸附模块的外部，配置为升高所述吸附模块所处环境的温度以热解吸所述吸附模块中所吸附的测试气体；和

气体检测装置，与所述气体捕获装置连接，配置为检测所述测试气体以确定出所述待检测电池是否发生电解液泄漏。

2.根据权利要求1所述的电池漏液检测系统，其特征在于，还包括：

气体定量装置，其一端与所述气体采样装置连接，另一端与所述气体捕获装置连接，所述气体定量装置配置为控制所述采样气体的体积。

3.根据权利要求2所述的电池漏液检测系统，其特征在于，所述气体采样装置包括：

密闭容器，具有容纳待检测电池的密闭腔室，与所述气体定量装置连接；

抽真空管路，与所述密闭容器连接，配置为使所述密闭腔室处于真空状态；和

气体供给管路，与所述密闭容器连接，配置为向所述密闭腔室内供入气体以形成所述采样气体。

4.根据权利要求3所述的电池漏液检测系统，其特征在于，所述密闭容器包括箱体，所述箱体配置为敞口容器，并配置为装载待检测电池。

5.根据权利要求4所述的电池漏液检测系统，其特征在于，所述密闭容器还包括箱盖，所述箱盖与所述箱体密封地扣合连接以形成所述密闭腔室。

6.根据权利要求1所述的电池漏液检测系统，其特征在于，所述气体捕获装置还包括：

制冷模块，设置在所述吸附模块的外部，配置为在吸附模块吸附所述测试气体时降低所述吸附模块所处环境的温度。

7.根据权利要求6所述的电池漏液检测系统，其特征在于，所述制冷模块为半导体制冷模块。

8.根据权利要求1所述的电池漏液检测系统，其特征在于，所述吸附模块包括衬管，所述衬管中填装有用于吸附所述测试气体的吸附填料。

9.根据权利要求5所述的电池漏液检测系统，其特征在于，所述气体检测装置包括气相色谱仪。

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