CN201965006U

CN201965006U - 锂离子电池差压式检漏装置

Info

Publication number: CN201965006U
Application number: CN2011200324229U
Authority: CN
Inventors: 郭杰; 罗萍; 罗广求; 谭玲生; 曹维; 艾子蔚; 孟宪斌
Original assignee: CETC 18 Research Institute
Current assignee: CETC 18 Research Institute
Priority date: 2011-01-30
Filing date: 2011-01-30
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2021-01-30

Abstract

本实用新型涉及锂离子电池差压式检漏装置，包括气源、差压传感器、基准物容器及被检容器，气源通过充气阀供气，在连通气源的管路上通过平衡阀分别设置两条管路，该两条管路分别连接小泄漏基准物容器及被检容器，基准物容器与被测物容器通过大泄漏检测阀连接各自的分压容器，基准物容器及被检容器之间安装有差压传感器。本实用新型所采用的差压式检漏法比水检、气泡法等其它检漏方法的效率要高，一个检测循环只需几十秒，不但具有传统干式检漏的简便、高效、低成本及无后续工序的特点，同时还有抗干扰能力强、精度高的特点，可实现与氦质谱的无缝衔接，不会出现检漏盲点。

Description

锂离子电池差压式检漏装置

技术领域

本实用新型属于电化学技术领域，特别是涉及一种锂离子电池差压式检漏装置。

背景技术

随着航天技术的迅猛发展，无论是航空航天还是水下兵器，电源被誉为整机产品的“心脏”和“血液”，电源的供电安全可靠即电源产品的安全性是第一位的。电源产品的安全性主要由安全设计、工艺保障和检验评估三个环节组成，其中检验是最后一条质量控制线。目前影响电池产品安全性的主要形式为是短路和开路，无论是航空航天用锂离子电池还是水下兵器用锂离子电池，电池一旦发生密封泄漏均可能造成电池失效。目前电池粗传统的检漏方法主要有水检、氟油检漏等，这些方法工艺复杂、效率低、成本高，其中有的方法还属于破坏性检验方法，影响电池性能；此外，这些方法与背压法氦质谱细检值的数量衔接存在盲区。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足之处，提供可有效实现被检锂离子电池可靠性及安全性的锂离子电池差压式检漏装置。

本专利还可以采用如下技术措施来实现：

锂离子电池差压式检漏装置，包括气源、充气阀、差压传感器、基准物容器及被检容器，气源通过充气阀供气，其特征在于：在连通气源的管路上通过平衡阀分别设置两条管路，该两条管路分别连接小泄漏基准物容器及被检容器，基准物容器与被测物容器通过大泄漏检测阀连接各自的分压容器，在基准物容器及被检容器之间安装有差压传感器。

而且，所述分别连接小泄漏基准物容器及被检容器的两条管路上均设置有平衡阀。

而且，所述基准物容器与被测物容器通过各自的大泄漏检测阀连接各自的分压容器。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

1、本实用新型所采用的差压式检漏法比水检、气泡法等其它检漏方法的效率要高，一个检测循环只需几十秒，不但具有传统干式检漏的简便、高效、低成本及无后续工序的特点，同时还有抗干扰能力强、精度高的特点，可实现与氦质谱的无缝衔接，不会出现检漏盲点。

2、本实用新型大大提高了检测能力，降低了检测成本，使锂离子电池达到了密封可靠性标准，提高了电池的可靠性及安全性。

附图说明

图1是本实用新型的系统连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。

锂离子电池差压式检漏装置，包括气源1、充气阀2、差压传感器8、基准物容器7及被检容器6，气源通过充气阀并向系统供气。在连通气源的管路上分别设置两条管路，每个管路上均安装有平衡阀3、11，该两条管路分别连接小泄漏基准物容器及被检容器。基准物容器与被测物容器还分别连接各自的分压容器10、4，在连接各自分压容器的管路上还分别安装有大泄漏检测阀9、5；在基准物容器及被检容器之间安装有差压传感器。

本实用新型的工作原理是：

该差压式检漏系统的原理与一般差压式检漏仪基本相同，只是在安装被检电池和与电池形状、材料、大小完全相同又不漏的基准物的位置连接了两个可以打开和关闭的密闭的分压容器，它的检测程序分两步进行。

第一步为小漏率检测：将被检电池与基准物分别放入基准物容器及被测物容器内，加盖密封，启动充气阀向两个容器内同时充气加压，停止加压后，等待一定时间，如果被检电池有比较小的漏孔，被检容器内的气体就会逐渐流进被检电池内腔，导致放被检电池的容器内压力逐渐降低。这样，两个容器就形成了压力差，差压传感器就能测量出来；如果被检电池上有较大的漏孔，在充压过程，压力较高的气体会比较快的进入被检电池内腔，导致充压停止以后，被检电池内腔的压力与所处容器压力相同，被检电池有漏也不再有气体流进被检电池，容器压力保持不变；放置基准件的基准物容器压力也保持不变，差压传感器就没有信号输出。也就是说，本系统没有泄漏信号显示时，被检电池可能是不漏的，也可能是有大漏的。为了解决这一问题，所以要进行第二步大漏率检测。

第二步大漏率检测。在第一步小漏率检测完毕以后，自动打开两个大泄漏检测阀，使放置被检电池和基准件的小泄漏容器分别与大泄漏基准物容器及被检容器相通(见图1)。如果被检电池有大漏，其内腔的气体加上所在容器的气体总量，比放置基准物的容器内的气体量要多，当检测阀打开与容器连通以后，被检电池一端的最终平衡压力要高于基准物一端的最终平衡压力，差压传感器有信号输出，说明被检电池有大漏。第一、二两步都作完以后，本系统会根据所得到的两组数据综合判断，给出合格或不合格的结论。差压式检漏可以用于锂离子电池较大泄漏率的检漏，与氦质谱背压检漏得到的数据一起来判断被检电池合格与否；另外它也可以用于允许漏率不太严格的锂离子电池检漏，不作氦质谱背压检漏而直接作一次差压式检漏就可以满足检漏要求。

举例说明：通过对32只锂离子电池差压检漏为例，并配合附图详细说明如下：

实验设备

1.1检测准备

1.1.1最小可检漏率校准

使用安装在实验设备上的校正器进行最小可检漏率校准。将被检小泄漏容器和基准物容器中都放入无泄漏的样件，将测试压力调整到实验状况。在小泄漏检测状态，调整校正器模拟泄漏。当检漏仪上差压显示值达到最小分辨率的10倍时，记录校正器容积改变量，并通过仪器配套的软件计算最小可检漏率。本次实验的实验设备最小可检漏率为2.5×10-5Pa.m³/s(差压为10Pa时)。根据锂离子电池的泄漏要求，设定小泄漏报警值为40Pa，大泄漏报警值为450Pa，对应的漏率为1×10-4Pa.m³/s。

1.1.2检测参数设定

根据锂离子电池的工作环境及内部容积等条件参数，通过软件模拟计算出适合的实验条件。本次检测的实验参数为：测试压力150kPa，充气时间8s，平衡时间3s，小泄漏检测时间20s，大泄漏检测时间5s，排气时间3s。

1.2检漏程序

检漏程序如下：

a)开启差压式检漏仪设备，调节气源，使之处于正常检漏状态，测试压力为150kPa，空机操作3次-5次以上。

b)在检漏仪上设置被检电池校准时确定的加压时间、平衡时间、检测时间等参数，设置小漏率检测时不合格品对应的差压值为40Pa，大漏率检测时不合格品对应的差压值为450Pa。

c)将被检电池和基准件分别放入相应的检漏测试容器。

d)按照检漏仪操作规程开始进行检漏。

对32只锂离子电池进行检测的实验数据：

其检测步骤如下：

(1)小漏率检测：将被检元件与基准物分别放入检漏仪的两个容器中后，启动检漏仪，仪器按设置好的程序自动向两个容器内同时加压。停止加压后，如果被检件有比较小的漏孔，容器内的气体就会逐渐流进被检件内腔，导致放被检件的容器内的压力逐渐降低。由于基准物是不漏的，所以放基准物的容器内的压力不会降低。这样，经过一定时间后两个容器内的压力就不一样了，差压传感器就能将两个容器内的压力差值测量出来。小漏率检测完毕，仪器将自动转入大漏率检测程序。

(2)大漏率检测：如果被检件上有比较大的漏孔，在充压过程，气体会比较快的進入被检件内腔，被检件内腔的压力很快与所处容器内的压力接近或相同，导致充压停止后放被检件的容器内的压力不变或变化很小。另外，由于基准物是不漏的，放基准物的容器内的压力不会变化。因此，放基准物的和放被检件的两个容器内的压力相同或相差不大，差压传感器信号输出很小或没有信号输出，可能将大漏判为小漏或不漏。为了解决这一问题，所以安排了大漏率检测这一步。

大漏率检测的方法是：在小漏率检测完毕后，自动打开仪器上的两个大泄漏检测阀门，使放置基准物的和放被检件的两个容器与另外一对配容容器相通，如果被检件有大漏，被检件内腔的气体加上所在容器的气体总质量比放基准物的容器内的气体总质量要多，当大泄漏检测阀门打开与配容容器连通以后，被检件一端的最终平衡压力，比基准物一端的最终平衡压力要高，差压传感器就有信号输出，说明被检件上有比较大的漏孔。

只有当小漏率检测和大漏率检测反应值都符合要求时，检漏仪才判断被检件是合格的。否则，检漏仪将判断被检件不合格。

数据中S-DET为小泄漏检测阶段的差压，L-DET为大泄漏检测阶段的差压，单位为Pa。

小泄漏判定标准为40Pa，对应的泄漏率为：1×10-4Pam³/s。大泄漏判定标准为450Pa。

结论：以上32只电池经差压粗泄漏检测，均为合格品。

从实验结果可以看出，差压式检漏法在合格品检测时重复性良好，同时对于超过预定漏率的不合格品可以明显区分出来。

Claims

1.锂离子电池差压式检漏装置，其特征在于：包括气源、充气阀、差压传感器、基准物容器及被检容器，气源通过充气阀供气，在连通气源的管路上通过平衡阀分别设置两条管路，该两条管路分别连接小泄漏基准物容器及被检容器，基准物容器与被测物容器通过大泄漏检测阀连接各自的分压容器，基准物容器及被检容器之间安装有差压传感器。

2.根据权利要求1所述的具锂离子电池差压式检漏装置，其特征在于：所述分别连接小泄漏基准物容器及被检容器的两条管路上均设置有平衡阀。

3.根据权利要求1所述的具锂离子电池差压式检漏装置，其特征在于：所述基准物容器与被测物容器通过各自的大泄漏检测阀连接各自的分压容器。