CN105466641A - 电池漏液快速检测装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电池漏液快速检测装置及其检测方法。检测装置包括底盘、罩体、气体传感器、真空泵和显示终端，底盘上有一密封圈，底盘和一升降机构相连，罩体位于底盘上方，罩体和底盘密合时围成一密封腔体，罩体通过管路和真空泵相连，气体传感器设在管路中，连接在气体传感器上的信号线和显示终端相连。检测方法为：待检测电池放到底盘上，升降机构控制底盘上升直到底盘和罩体密合，真空泵抽真空，使真空度达到设置值并保压一段时间，气体传感器的输出值反映在显示终端上，判断电池是否漏液。本发明能准确有效地检测出密封不良的锂离子电池，操作简单，检测速度快，可靠性高，多个电池可同时进行检测，提高效率，满足大批量检测的需要。

Description

电池漏液快速检测装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池的检测设备，尤其涉及一种电池漏液快速检测装置及其检测方法。

背景技术

锂离子电池是目前公认的最优秀、最有发展前景的储能元件。相比较铅酸电池、镍氢电池等，锂离子电池是具有一系列优良性能的绿色电池，已被广泛应用于移动电话、笔记本电脑、电动工具及新能源汽车等领域。

圆柱形锂离子电池外形尺寸已经标准化，并且生产制造工艺技术已经相当成熟，所以无疑是电动汽车领域电池类型的首选。但由于电动汽车电池组所需单体电芯数量巨大且工作环境比较复杂多变，对圆柱形锂离子电池的一致性和安全性能要求越来越高。如果在使用中有圆柱形锂离子电池密封不严，出现漏液，那么电池在使用过程中电化学性能会逐渐变差，从而会影响整个大电池组的一致性，造成电池过充过放等情况发生，严重的会造成安全问题。如果电解液从电池中渗出，那么电解液会腐蚀外部的线路板，并导致电池短路，继而发生安全事故。因此圆柱形锂离子电池的密封性能是很重要的一个指标，而圆柱形锂离子电池的封口并不是严格意义上的绝对密封，而是通过冲床压缩不锈钢金属壳和电池盖帽上的密封胶圈来实现密封的。所以电池密封胶圈破损、冲床压力过低、电池壳体变形都可能引起密封性降低，甚至电解液流出。故在出厂前需要对圆柱形锂离子电池的密封性能进行严格检测，但目前的检测方法难度比较高，检测慢，可靠性较差。

发明内容

本发明主要解决原有对锂离子电池密封性能的检测方法难度比较高，操作不便，检测慢，可靠性较差的技术问题；提供一种电池漏液快速检测装置及其检测方法，其能准确有效的检测出密封不良的锂离子电池，操作简单，检测速度快，可靠性高，成本较低，特别适合大规模工业化生产电池的大批量检测，从而确保锂离子电池的密封性能，确保整个大电池组的一致性，提高安全性。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明的电池漏液快速检测装置，包括底盘、罩体、气体传感器、真空泵和显示终端，底盘和一升降机构相连，罩体位于底盘的上方，罩体盖到底盘上时罩体和底盘围成一密封腔体，罩体通过管路和所述的真空泵相连，所述的气体传感器设在连接罩体和真空泵的管路中，连接在气体传感器上的信号线和所述的显示终端相连。升降机构控制底盘的上升或下降。底盘上升，和罩体密合；底盘下降，和罩体分离。升降机构可以采用由电机驱动的电动升降机构或由气缸驱动的气动升降机构。检测时，将待检测锂离子电池正极朝上放到底盘上，控制升降机构使底盘上升，直到底盘和罩体密合，再启动真空泵抽真空，并保持抽真空一段时间。如果电池密封不良，电池内部的C₂H₄、CH₄、C₂H₆、H₂及CO等可燃性气体会由于压差而从电池内部逸出到密封腔体中并沿管路流过气体传感器，气体传感器检测到这些可燃性气体后转换成电信号输出给显示终端，根据显示数值变化判断电池是否漏液及漏液程度。显示终端可以是带显示屏的处理设备，也可以是安装有分析软件的电脑。底盘上可同时放置多个待测电池，多个电池可同时进行漏液检测。一是因为圆柱形电池漏液发生概率极低，二是因为圆柱形电池体积小，使用量大。根据实际情况可在底盘上同时放置多个电池进行抽真空检测，满足大批量检测的需要，提高效率。本发明能准确有效的检测出密封不良的锂离子电池，操作简单，检测速度快，可靠性高，成本较低，特别适合大规模工业化生产电池的大批量检测，从而确保锂离子电池的密封性能，确保整个大电池组的一致性，提高安全性。

作为优选，所述的底盘上设有一密封圈，密封圈的大小和所述的罩体的口径相同，密封圈的位置和罩体相对应。底盘上升时，罩体扣在密封圈上，提高底盘和罩体的密合程度，确保密封腔体有更好的密封性能。

作为优选，所述的底盘上设有能竖直放置多个电池的托盘。托盘上有放置圆柱形电池的分隔位置，多个圆柱形电池可竖直间隔地放入托盘中，再将托盘放到底盘上进行检测。检测完成后，将整个托盘取出，再取出电池。为了提高效率，可准备两个托盘，交替进行检测。一个托盘上的电池在检测时，另一个托盘上放好待检测电池。检测结束，取出前一个托盘，可立即放入第二个托盘进行检测，更节约时间，提高效率。

作为优选，所述的管路中设有一个四通连接头，四通连接头的下端口通过管路和所述的罩体相连，四通连接头的上端口通过管路和所述的真空泵相连，四通连接头的左端口及右端口均盖有盲板，所述的气体传感器设在所述的四通连接头内，连接在气体传感器上的信号线穿过一个盲板和所述的显示终端相连。盲板密封四通连接头的左端口及右端口，一个盲板中间开孔，用于穿过信号线，当然孔和信号线之间也得安装密封圈或密封卡环。四通连接头的设置，确保气体传感器的安装更加方便，并且周围有比较大的空间，使管路中气体流动更加顺畅，四通连接头比较靠近罩体设置，使检测更加可靠。

作为优选，所述的电池漏液快速检测装置包括一段朝下设置的U型管路，U型管路的一端通过管路和所述的四通连接头的上端口相连，U型管路的另一端通过连接头和所述的真空泵相连。真空泵的安装和连接更加方便。

作为优选，所述的连接罩体和四通连接头的管路的两端设有KF法兰，所述的连接四通连接头和U型管路的管路的两端也设有KF法兰。便于拆装，连接方便且牢固。

作为优选，所述的真空泵为自带真空压力显示设备及保压控制设备的真空泵，所述的气体传感器为乙烯气体传感器。锂离子电池在制成和使用中由于内部电解液和负极活性物质的反应会产生乙烯等可燃性气体，故采用乙烯气体传感器检测电池的泄漏程度。乙烯气体传感器是个高精度、高可靠性传感设备，能精确检测电池可能逸出的可燃性气体。检测时，需要达到一定的真空度，并保压一段时间，由真空泵实现，真空泵自带抽真空及保压控制程序，通过设定可以自动化控制真空度和保压时间。

本发明的电池漏液快速检测装置的检测方法为：将待检测电池正极朝上放到所述的底盘上，控制所述的升降机构使底盘上升，直到底盘和所述的罩体密合，启动所述的真空泵对所述的管路和密封腔体抽真空，直到真空度达到一定设置值，并保压一段时间，观察所述的气体传感器的检测值在所述的显示终端上反映的数值，判断电池是否存在漏液现象。当没有乙烯等可燃性气体时，显示终端上显示值为0ppm；当有电池出现漏液时，显示终端上会显示出相应的数值，只要数值变化就可判断为电池存在漏液现象。本发明能准确有效的检测出密封不良的锂离子电池，操作简单，检测速度快，可靠性高，成本较低，特别适合大规模工业化生产电池的大批量检测，从而确保锂离子电池的密封性能，确保整个大电池组的一致性，提高安全性。

作为优选，检测时，所述的密封腔体达到的真空度值为-0.09Mpa～0.095Mpa，达到真空度值后的保压时间为5S～10S。真空泵自带抽真空及保压控制程序，通过设定可以自动化控制真空度和保压时间。进一步提高检测的精确性和可靠性。

作为优选，检测结束后，控制所述的升降机构使所述的底盘下降，即打开所述的密封腔体，启动所述的真空泵抽气一段时间，对罩体及连接罩体和真空泵的管路进行气体清洗，为下一次检测作好准备。一般打开罩体后，再抽真空3～5S时间，避免前一次检测有气体留存而造成干扰，确保下一次检测的精确性和可靠性。

本发明的有益效果是：能准确有效的检测出密封不良的锂离子电池，操作简单，检测速度快，可靠性高，成本较低，从而确保锂离子电池的密封性能，确保整个大电池组的一致性，提高安全性。可同时对多个电池进行检测，提高效率，特别适合大规模工业化生产电池的大批量检测。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是本发明的一种分解结构示意图。

图中1.底盘，2.罩体，3.气体传感器，4.真空泵，5.显示终端，6.升降机构，7.密封圈，8.托盘，9.四通连接头，10.盲板，11.U型管路，12.电池。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的电池漏液快速检测装置，如图1、图2所示，包括底盘1、罩体2、气体传感器3、真空泵4和显示终端5。底盘1上嵌装有一密封圈7，密封圈包围内的底盘上放置有一托盘8，托盘上有放置圆柱形电池的分隔位置，多个圆柱形电池可竖直间隔地放入托盘中，底盘1的背面和一升降机构6相连，升降机构6采用由气缸驱动的气动升降机构。罩体2位于底盘1的上方，密封圈7的大小和罩体2的口径相同，密封圈7的位置和罩体2相对应。底盘1受升降机构控制上升而和罩体2密合时，罩体2和底盘1围成一密封腔体。罩体2和真空泵4之间通过管路、四通连接头9和U型管路11相连，U型管路11朝下设置。气体传感器3安装在四通连接头9内，四通连接头9的下端口通过管路和罩体2相连，四通连接头9的上端口通过管路和U型管路11的一端相连，U型管路11的另一端通过连接头和真空泵4相连，两段管路的两端均采用KF法兰方式连接，四通连接头9的左端口及右端口均盖有盲板10，连接在气体传感器3上的信号线穿过一个盲板10和显示终端5相连。本实施例中，真空泵4采用自带真空度读取设备的真空泵，并自带抽真空及保压控制部件，通过设定可以自动化控制真空度和保压时间，气体传感器3采用乙烯气体传感器，显示终端5采用安装有气体分析系统的电脑。本实施例中，底盘、罩体、四通连接头、管路及U型管路均采用不锈钢材质制成。

上述电池漏液快速检测装置的检测方法为：

将多个待检测电池12正极朝上竖直地放入托盘8中，再将托盘放到底盘1上并位于密封圈7内，控制升降机构6使底盘1上升，直到罩体扣在密封圈上，底盘1和罩体2密合围成密封腔体，启动真空泵4对管路和密封腔体抽真空，使真空度值在-0.09Mpa～0.095Mpa之间，再维持5～10S的保压时间，观察气体传感器3的检测值在电脑上反映的数值，判断电池是否存在漏液现象。当没有乙烯等可燃性气体时，电脑上显示值为0ppm，说明电池无漏液，密封性很好；当有乙烯等可燃性气体时，电脑上会显示出相应的数值，说明电池存在漏液现象。

检测结束后，控制升降机构6使底盘1下降，即打开底盘和罩体密合围成的密封腔体，启动真空泵4，再抽真空3～5S时间，对罩体2及连接罩体2和真空泵4的整个管道进行气体清洗，避免前一次检测有乙烯等可燃性气体留存而对下一次检测造成干扰，为下一次检测作好准备。

本发明能准确有效的检测出密封不良的锂离子电池，尤其适合检测圆柱形锂离子电池，操作简单，检测速度快，可靠性高，成本较低，从而确保锂离子电池的密封性能，确保整个大电池组的一致性，提高安全性。可同时对多个电池进行检测，提高效率，特别适合大规模工业化生产电池的大批量检测。

Claims (10)

1.一种电池漏液快速检测装置，其特征在于包括底盘(1)、罩体(2)、气体传感器(3)、真空泵(4)和显示终端(5)，底盘(1)和一升降机构(6)相连，罩体(2)位于底盘(1)的上方，罩体(2)盖到底盘(1)上时罩体(2)和底盘(1)围成一密封腔体，罩体(2)通过管路和所述的真空泵(4)相连，所述的气体传感器(3)设在连接罩体(2)和真空泵(4)的管路中，连接在气体传感器(3)上的信号线和所述的显示终端(5)相连。

2.根据权利要求1所述的电池漏液快速检测装置，其特征在于所述的底盘(1)上设有一密封圈(7)，密封圈(7)的大小和所述的罩体(2)的口径相同，密封圈(7)的位置和罩体(2)相对应。

3.根据权利要求1或2所述的电池漏液快速检测装置，其特征在于所述的底盘(1)上设有能竖直放置多个电池的托盘(8)。

4.根据权利要求1或2所述的电池漏液快速检测装置，其特征在于所述的管路中设有一个四通连接头(9)，四通连接头(9)的下端口通过管路和所述的罩体(2)相连，四通连接头(9)的上端口通过管路和所述的真空泵(4)相连，四通连接头(9)的左端口及右端口均盖有盲板(10)，所述的气体传感器(3)设在所述的四通连接头(9)内，连接在气体传感器(3)上的信号线穿过一个盲板(10)和所述的显示终端(5)相连。

5.根据权利要求4所述的电池漏液快速检测装置，其特征在于包括一段朝下设置的U型管路(11)，U型管路(11)的一端通过管路和所述的四通连接头(9)的上端口相连，U型管路(11)的另一端通过连接头和所述的真空泵(4)相连。

6.根据权利要求5所述的电池漏液快速检测装置，其特征在于所述的连接罩体(2)和四通连接头(9)的管路的两端设有KF法兰，所述的连接四通连接头(9)和U型管路(11)的管路的两端也设有KF法兰。

7.根据权利要求1或2所述的电池漏液快速检测装置，其特征在于所述的真空泵(4)为自带真空压力显示设备及保压控制设备的真空泵，所述的气体传感器(3)为乙烯气体传感器。

8.一种如权利要求1所述的电池漏液快速检测装置的检测方法，其特征在于将待检测电池正极朝上放到所述的底盘(1)上，控制所述的升降机构(6)使底盘(1)上升，直到底盘(1)和所述的罩体(2)密合，启动所述的真空泵(4)对所述的管路和密封腔体抽真空，直到真空度达到一定设置值，并保压一段时间，观察所述的气体传感器(3)的检测值在所述的显示终端(5)上反映的数值，判断电池是否存在漏液现象。

9.根据权利要求8所述的电池漏液快速检测装置的检测方法，其特征在于检测时，所述的密封腔体达到的真空度值为-0.09Mpa～0.095Mpa，达到真空度值后的保压时间为5S～10S。

10.根据权利要求8或9所述的电池漏液快速检测装置的检测方法，其特征在于检测结束后，控制所述的升降机构(6)使所述的底盘(1)下降，即打开所述的密封腔体，启动所述的真空泵(4)抽气一段时间，对罩体(2)及连接罩体(2)和真空泵(4)的管路进行气体清洗，为下一次检测作好准备。