CN219625666U - 一种动力锂离子电池氦气检测及短路测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种动力锂离子电池氦气检测及短路测试装置，涉及锂离子电池制造技术领域，方形锂电在组装完成后需要对电池进行氦气测漏，本装置及测试方法在氦检的过程中对电池进行短路测试，节约生产时间。同时利用氦检过程中的负压环境，提高短路测试的准确性。其方式主要先对存放电池的腔体进行抽真空，然后对电池抽真空，进行保压，与此同时短路测试仪进行工作，若电池未短路继续对电池充氦，完成后续测漏判定；若电池短路，则直接对电池泄压，不进行氦气检测。

Description

一种动力锂离子电池氦气检测及短路测试装置

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池制造技术领域，尤其涉及一种动力锂离子电池氦气检测及短路测试装置。

背景技术

动力锂离子电池：严格来说，动力锂离子电池是指容量在3AH以上的锂离子电池，泛指能够通过放电给设备、器械、模型、车辆等驱动的锂离子电池，由于使用对象的不同，电池的容量可能达不到单位AH的级别。动力锂离子电池分高容量和高功率两种类型。高容量电池可用于电动工具、自行车、滑板车、矿灯、医疗器械等；高功率电池主要用于混合动力汽车及其它需要大电流充放电的场合。根据内部材料的不同，动力锂离子电池相应地分为液态动力锂离子电池和聚合物锂离子动力电池两种，统称为动力锂离子电池。

在动力锂离子电池制造领域，目前主要采用卷绕或叠片工艺制作卷芯(叠芯)，后对卷芯或叠芯进行冷(热)压，使隔膜和极片贴合更紧密，在冷(热)压过程对卷(叠)芯进行短路测试，合格电芯流入组装。因为压台压力的作用，极片与隔膜之间、层与层之间处于紧密贴合的状态，此时短路测试能有效识别微短路之类的不良情况，提高短路测试良率。

但是当卷(叠)芯入铝壳组装完成后，无外力作用，此时检测短路，无法识别微短路；当电池进入烘箱进行水分烘烤后，需循环抽真空，若极片与隔膜间存在微小异物，在反复真空压力作用下，会发生异物刺穿隔膜进而使电池短路；同时会影响生产效率及烘烤良率的提升，因此就需要在组装后引入一种新的测试装置。

实用新型内容

为解决背景技术中存在的技术问题，本实用新型提出一种动力锂离子电池氦气检测及短路测试装置。

本实用新型提出的一种动力锂离子电池氦气检测及短路测试装置，本申请适用于方形铝壳电池，包括包括放置测试电池的密封件，密封件包括推动件，所述推动件上设有下腔体，且下腔体上设有上腔体，所述下腔体和上腔体之间形成的密闭空间内用于放置测试电池，所述上腔体上设有短路测试机构，且短路测试机构用于对测试电池进行短路测试，所述上腔体上设有抽真空机构，所述抽真空机构用于对下腔体和上腔体之间形成的密闭空间和电池进行抽真空，且抽真空机构上设有电池泄露检测机构，所述电池泄露检测机构用于检测电池是否存在泄露。

优选的，所述推动件为顶升气缸。

优选的，所述下腔体中有下凹定位机构，当电池放入下腔体后可对电池进行定位固定。

优选的，所述推动件上升可使下腔体和上腔体紧密贴合，形成密闭空间，使用时上腔体通过支撑架固定在下腔体的上方。

优选的，所述短路测试机构包括短路测试仪，所述短路测试仪上连接有正极检测探针和负极检测探针，测试时，电池正负极柱分别和短路测试仪的正极检测探针、负极检测探针紧密贴合。

优选的，所述抽真空机构包括真空源，且真空源上连通有腔体抽真空管，所述腔体抽真空管对下腔体和上腔体之间形成的密闭空间进行抽真空，所述真空源上连通有电池抽真空及注氦管，且电池抽真空及注氦管用于连接铝壳电池注液孔对电池进行抽真空，所述腔体抽真空管和电池抽真空及注氦管上均设有压力显示表，所述腔体抽真空管和电池抽真空及注氦管上均设有电磁阀，真空源为一分隔式箱体，一侧用于放置抽取的空气，然后过滤后排放，一侧用于放置电池抽真空及注氦管抽取的电池注液。

优选的，其中电池抽真空及注氦管上的压力显示表和电磁阀的数量均设置为两个，分别位于真空源的一侧和氦气源的一侧。

优选的，所述电池泄露检测机构包括氦气源和安装在上腔体上的氦检分析仪，所述氦气源通过电池抽真空及注氦管对电池进行注氦，所述氦检分析仪上设有腔体氦气收集器，且腔体氦气收集器延伸至上腔体的内部，所述腔体氦气收集器用于氦气收集。

优选的，所述上腔体上安装有密封结构，密封结构用于密封上腔体的表面。

本实用新型中，所提出的动力锂离子电池氦气检测及短路测试装置，对于方形铝壳电池可以在不损坏电池结构外观下，使内部叠芯片极片和隔膜处于贴合状态，提升短路检测的识别率，提升电池整个过程的良率，同时将测漏和短路合并检查，提供生产效率，降低氦检次数及抽真空次数，一定程度上降低生产成本。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1为本实用新型结构的主视图。

图中，1、推动件；2、下腔体；3、上腔体；4、正极检测探针；5、腔体抽真空管；6、短路测试仪；7、压力显示表；8、电磁阀；9、真空源；10、氦检分析仪；11、氦气源；12、密封结构；13、负极检测探针；14、电池抽真空及注氦管；15、腔体氦气收集器；16、测试电池。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中表示，其中自始至终相同或类似的符号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解对本实用新型的限制。

需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1所示的一种动力锂离子电池氦气检测及短路测试装置，方形锂电在组装完成后需要对电池进行氦气测漏，本装置及测试方法在氦检的过程中对电池进行短路测试，节约生产时间。同时利用氦检过程中的负压环境，提高短路测试的准确性。其方式主要先对存放电池的腔体进行抽真空，然后对电池抽真空，进行保压，与此同时短路测试仪6进行工作，若电池未短路继续对电池充氦，完成后续测漏判定；若电池短路，则直接对电池泄压，不进行氦气检测。其涉及的设备包括短路测试仪6、抽真空装置、压力显示表7、氦检分析仪10、氦气源11、电磁阀8等，抽真空装置通过不同真空管道连接电池存放腔体和电池注液口，短路测试仪6连接到铝壳电池的电极。

通过下述方案实现：

步骤1、下腔体2中有下凹定位机构，当电池放入下腔体2后可对电池进行定位固定；

步骤2、顶升气缸上升可使下腔体2和上腔体3紧密贴合，形成密闭空间；

步骤3、电池正负极柱分别和短路测试仪6的正极检测探针4、负极检测探针13紧密贴合；

步骤4、利用真空源9通过腔体抽真空管5对步骤2中形成的密闭空间进行抽真空，待腔体抽真空管5上压力显示表7显示-90kPa以下，停止抽真空，进行保压；

步骤5、利用真空源9通过电池抽真空及注氦管14连接铝壳电池注液孔，对电池进行抽真空，待电池抽真空及注氦管14上压力显示表7显示-90kPa以下，停止抽真空，进行保压；

步骤6、当步骤5中负压条件达到时，短路测试仪6进行工作，对电芯进行短路测试；若步骤5中负压达不到，电池判定不合格；

步骤7、当步骤6中短路测试合格后，氦气源11通过电池抽真空及注氦管14对电池进行注氦，根据工艺要求设定氦气充入量，调节电池抽真空及注氦管14上压力显示表7对氦气流量进行限制；

步骤8、当步骤7中完成注氦后，腔体氦气收集器15对步骤4中形成的真空环境进行氦气收集，通过氦检分析仪10进行气体分析，判定电池是否存在泄露。

本发明的有益效果为：对于硬壳电芯可以在不损坏电芯结构外观下，使内部极组处于贴合状态，提升短路检测的识别率，提升电芯整个过程的良率。将氦气检测和短路测试集中在一个工序，提高生产效率。

一种动力锂离子电池氦气检测及短路测试装置及测试方法，先利用顶升气缸上升，使下腔体2和上腔体3紧密贴合，形成密闭空间，利用真空源9通过腔体抽真空管5对步骤2中形成的密闭空间进行抽真空，待腔体抽真空管5上压力显示表7显示-90kPa以下，停止抽真空，进行保压。此过程设定抽真空时间，若时间达到，负压未达到，则电池存在泄漏。通过测试后，在利用真空源9通过电池抽真空及注氦管14连接铝壳电池注液孔，对电池进行抽真空，待电池抽真空及注氦管14上压力显示表7显示-90kPa以下，停止抽真空，进行保压，同样此步过程设定抽真空时间，若时间达到，负压未达到，则电池存在泄漏。真空条件达到后，短路测试仪6进行工作，对电芯进行短路测试；短路测试通过后，氦气源11通过电池抽真空及注氦管14对电池进行注氦，根据工艺要求设定氦气充入量，调节电池抽真空及注氦管14上压力显示表7对氦气流量进行限制。此时腔体氦气收集器15对步骤4中形成的真空环境进行氦气收集，通过氦检分析仪10进行气体分析，判定电池是否存在泄露。以上工序完成后对电池内部、检测腔体进行泄压。

本装置及方案，主要通过将组装后短路测试及氦气检测两道工序结合，提高工位利用率，从而提高生产效率，同时利用了氦气检测过程对电池腔体进行负压检测的条件，进行短路测试，提高电池短路测试的准确度，从而直接在电芯烘烤前判断出电芯内部微短路情况。对组装良率提高、异物管控等提供数据支持。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，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，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种动力锂离子电池氦气检测及短路测试装置，其特征在于，包括放置测试电池(16)的密封件，密封件上设有短路测试机构，短路测试机构用于对测试电池(16)进行短路测试，密封件上设有抽真空机构，抽真空机构用于对密封件的密闭空间和电池进行抽真空，抽真空机构上设有电池泄露检测机构，电池泄露检测机构用于检测电池是否存在泄露；

密封件包括推动件(1)，所述推动件(1)上设有下腔体(2)，且下腔体(2)上设有上腔体(3)，所述下腔体(2)和上腔体(3)之间形成的密闭空间内用于放置测试电池(16)。

2.根据权利要求1所述的动力锂离子电池氦气检测及短路测试装置，其特征在于，短路测试机构包括短路测试仪(6)，所述短路测试仪(6)上连接有正极检测探针(4)和负极检测探针(13)。

3.根据权利要求1所述的动力锂离子电池氦气检测及短路测试装置，其特征在于，抽真空机构包括真空源(9)，且真空源(9)上连通有腔体抽真空管(5)，所述腔体抽真空管(5)对下腔体(2)和上腔体(3)之间形成的密闭空间进行抽真空，所述真空源(9)上连通有电池抽真空及注氦管(14)，且电池抽真空及注氦管(14)用于连接铝壳电池注液孔对电池进行抽真空。

4.根据权利要求3所述的动力锂离子电池氦气检测及短路测试装置，其特征在于，所述腔体抽真空管(5)和电池抽真空及注氦管(14)上均设有压力显示表(7)，所述腔体抽真空管(5)和电池抽真空及注氦管(14)上均设有电磁阀(8)。

5.根据权利要求1所述的动力锂离子电池氦气检测及短路测试装置，其特征在于，电池泄露检测机构包括氦气源(11)和安装在上腔体(3)上的氦检分析仪(10)，所述氦气源(11)通过电池抽真空及注氦管(14)对电池进行注氦，所述氦检分析仪(10)上设有腔体氦气收集器(15)，且腔体氦气收集器(15)延伸至上腔体(3)的内部，所述腔体氦气收集器(15)用于氦气收集。

6.根据权利要求1所述的动力锂离子电池氦气检测及短路测试装置，其特征在于，所述上腔体(3)上安装有密封结构(12)，密封结构(12)用于密封上腔体(3)的表面。