专利名称：锂离子电池腔体泄漏的精密检测方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种锂离子电池泄漏检测的方法及其装置，尤其涉及一种锂离子电池腔体泄漏的精密检测方法及其装置。
背景技术：
日本索尼公司和三洋公司分别于1985年和1988年开始锂离子二次电池实用化研究，世界各国均对锂离子二次电池在通讯领域、便携式电子产品、电动车和航空航天等方面的应用表现出极大的关注，并且针对锂离子二次电池的性能，特别是制造工艺进行了不断的探索和改进。锂离子电池经过近年来的高速发展，其主要发展趋于稳定；如方形电池壳与盖的密封，已淘汰了早期的纯机械式铆合，金属壳体(主要是铝及其合金、钢等)的电池盖的密封主要定型在采用激光焊接；均匀细致的激光焊缝不仅美观，而且采用激光焊接使得电池内部空间活性材料得以增加，从而利于提高锂离子电池的性能。但是，由于激光焊接易受外部条件的干扰，特别是铝壳电池激光焊接时易产生裂纹，易造成焊接后的电池密封性不良，同时通常无法进行目测，从而在制成成品电池时存在漏液的重大隐患。而在刚刚焊接完成未注液的电池，有轻微泄漏可以通过重新焊接补救措施可使80％左右的半成品得以挽回。因此，能够精确检测锂离子电池金属壳体与电池盖的密封性的方法显得非常必要。
目前企业生产中采用的检测方法比较原始，基本采用液体“冒泡”法，也有的采用一些简单工装和普通压力表进行的检测；但是都不能精确检验出电池是否存在泄漏，对细小泄漏特别是对于压差在100Pa的电池更是无从检测。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种结构设计简单、检测步骤简便，安全可靠、效果显著的锂离子电池腔体泄漏的精密检测方法及其装置。
为实现上述目的本发明所采用的技术方案是一种锂离子电池腔体泄漏的精密检测方法，其特征在于检测步骤如下(1)抽真空阶段，通过抽真空的方法，时间控制在T13～5秒内，将电池腔体内部真空度抽到一定值P1；若真空度在T1时间内，达不到P1值，则说明电池腔体有明显的泄漏，判断为不良，其中P1为设定标准值；(2)保持平衡阶段，时间控制在T22～3秒内，保持电池腔体的密封，保持其真空度，稳定气路、排除干扰；(3)检测阶段，初始电子真空表显示归零，时间控制在T31～4秒内，检测出电池腔体内部真空度的变化量ΔP，若ΔP大于设定值，则电池腔体有微泄漏，即判断为不良；(4)完成阶段，时间控制在T40.2～0.5秒，恢复电池腔体内部为常态。
一种锂离子电池腔体泄漏的精密检测装置，其特征在于该装置包括底座、支架及电气箱，所述底座上设有两个按钮以及锁紧气缸，对应锁紧气缸设有夹具，锁紧气缸在夹具到位后，即锁紧电池，所述底座上设有支架，支架后侧设有电气箱；在电气箱的上部分别对应设有真空阀、真空传感器以及指示不良产品的指示灯；支架上固定设有牵引气缸，连接牵引移动支架上下动作，设有直线导轨固定移动支架，且分别对应设有压头通过弹簧定位在移动支架内跟随运行；所述压头为中空结构，在每个压头端部分别设有密封圈；气路结构使压缩空气从气源接出即连接两个动作气缸，且与各个相同的真空回路联通；真空回路包括接头及与之连接的过滤器，过滤器连接真空传感器；真空传感器的另一端接有控制真空回路启闭的泄压电磁阀，泄压电磁阀与阀分别连接真空阀。
本发明的有益效果是该装置采用一种精度比较适合的真空传感器，结合特殊的检测结构，保证检测时的精度和压差平衡的要求，能够将电池检测时的压力泄漏量的检测精度控制在10Pa，而且该装置能够自动对不良电池进行自动判别，提高检测精度、提高检测准确性，从而提高检测效率。而且该装置结构无需设置真空泵，免去对泵的维护保养工作，其结构简单，灵活轻巧。
采用该方法及其装置，特别适于铝壳或钢壳的方形锂离子电池焊接泄漏的检测，设有多个工位进行工作，可根据不同的参数设定，效率一般控制在30ppm，一年可以实现产量1200万支以上；按照目前锂离子电池激光焊接一般在0.2％以上的不良品计算，一年可以检测出24000只焊接泄漏电池，而其中有20000支电池可以得到修复挽回；因此有效降低生产成本，同时易形成产业的规模化。
图1是本发明整体结构示意图；图2是本发明整体结构侧视图；图3是本发明装置气路连接示意图；图4是本发明图3中真空回路J处放大示意图；图5是本发明检测过程中电池腔体内部气压变化曲线和良品分布区域曲线分析示意图。
图中1真空阀罩，2真空传感器，3指示灯，4牵引气缸，5压头，6密封圈，7夹具，8底座，9按钮，10电气箱，11支架，12移动支架，13弹簧，14锁紧电池，15锁紧气缸，16直线导轨，17接头，18过滤器，19阀，20真空阀，泄压电磁阀21。
具体实施例方式
以下结合附图和较佳实施例，对本发明方法及其装置的具体实施方式
、结构、特征详述如下一种锂离子电池腔体泄漏的精密检测方法，其特征在于实施步骤如下(1)抽真空阶段，通过抽真空的方法，时间控制在T13～5秒内，将电池腔体内部真空度抽到一定值P1；如果真空度在T1时间内，达不到P1值，则说明电池腔体有明显的泄漏，判断为不良，其中P1为设定标准值-75KPa～-95KPa；(2)保持平衡阶段，时间控制在T22～3秒内，保持电池腔体的密封，保持其真空度，稳定气路、排除干扰；(3)检测阶段，初始电子真空表显示归零，时间控制在T31～4秒内，检测出电池腔体内部真空度的变化量ΔP，设定标准值30Pa～100Pa；如果ΔP大于设定值，则电池腔体有微泄漏，即判断为不良；(4)完成阶段，时间控制在T40.2～0.5秒，此阶段主要是消除真空，恢复电池腔体内部为常态。
具体检测过程中电池腔体内部气压变化曲线和良品分布区域如图5所示在T1阶段真空达不到P1，在A区域内为第一部检测出的大泄漏不良品在T2～T3阶段真空变化大于设定值，在区域B内为微泄漏不良品；在T2～T3阶段真空变化小于设定值，图中C为良品区域。
如图1～图4所示，一种锂离子电池腔体泄漏的精密检测装置，其特征在于该装置设有底座8，所述底座8上设有两个按钮9以及锁紧气缸15，对应锁紧气缸15设有夹具7，锁紧气缸15在夹具7到位后，即锁紧电池14，起到精确定位的作用；所述底座上设有支架11，支架11后侧设有电气箱10；所述支架11和电气箱10依次设置于底座8上；在电气箱10的上部分别对应设有带真空阀罩1的6个真空阀20和6个真空传感器2，以及对应设有6个指示不良产品的指示灯3；支架11上固定有牵引气缸4，连接牵引移动支架12上下动作；在支架11上，为保证上下运行精度采用精密直线导轨16固定移动支架12，设有6个压头5通过弹簧13定位在移动支架12内跟随运行，压头5为中空结构，便于进行抽真空气流流动，所述弹簧13可以起到缓冲和保护的作用；在每个压头5端部分别设有密封圈6，工作时密封圈6在压头5和电池14之间起到密封作用。
基本气路连接结构如图3所示压缩空气从气源接出来后分别连接两个动作气缸，即牵引气缸4与锁紧气缸15，再与6个相同的真空回路J连接。
真空回路J的实现如图4所示包括接头17及与之连接的过滤器18，过滤器18连接真空传感器2；过滤器18的作用是防止抽真空时杂质进入真空管路损坏真空传感器2，真空传感器2的另一端接有控制真空回路启闭的泄压电磁阀21，泄压电磁阀21与阀19分别连接真空阀20，阀19导通则外部压缩空气可以进入真空阀20产生真空负压。
应用时，打开电源旋钮开关，接通电源，真空传感器2显示为绿色的八段码[FF.F]，开始检测时，先将装好电池14的夹具7，放到底座8上的规定位置，然后启动按钮9，首先定位气缸15动作，夹紧电池14；然后牵引气缸4下压，带动移动支架12向下运行，在移动支架12内部的压头5随之下降，下降的直线精度靠直线导轨16加以保证。压头5最下端的密封圈6密封电池14的注液孔，到位后，真空阀20启动，开始对电池14进行抽真空。
经过T1时间后，真空阀20关闭，管路封闭；若此时电池内部真空度达不到设定值则判断电池为大的泄漏不良；进入平衡阶段，稳定气路，排除干扰，平衡时间为T2；然后是检测阶段，在开始检测的同时控制单元会给真空传感器2零转移信号，将真空传感器2的显示归零，以便显示压力变化值，检测时间为T3。最后得到检测结果，检测出电池腔体内部真空度的变化量ΔP，如果ΔP大于设定值，则电池腔体有微泄漏，可以判断为不良。如果出现不良，以红色指示灯3的点亮表明哪一电池有问题，再经过T4时间，即完成时间，牵引气缸4返回，压头5与电池14脱离，此时可以根据指示灯3的指示，剔出不良电池。换上另一装好电池的夹具，进入下一个循环。过程中T1、T2、T3、T4为实验后的参数，其值可以通过PLC进行内部灵活设定；例如控制在T13～5秒，T22～3秒，T31～4秒，T40.2～0.5秒。如果接外部计时器则可以在外部直接设定而不必通过PLC设定。
所述真空回路J以及对应连接的带真空阀罩1的6个真空阀20、真空传感器2、指示灯3、压头5、密封圈6等检测部件本实施例中设有六套，也可以根据实际情况设置一套或一套以上。
上述参照实施例对该锂离子电池腔体泄漏的精密检测方法及其装置进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种锂离子电池腔体泄漏的精密检测方法，其特征在于检测步骤如下(1)抽真空阶段，通过抽真空的方法，时间控制在T13～5秒内，将电池腔体内部真空度抽到一定值P1；若真空度在T1时间内，达不到P1值，则说明电池腔体有明显的泄漏，判断为不良，其中P1为设定标准值；(2)保持平衡阶段，时间控制在T22～3秒内，保持电池腔体的密封，保持其真空度，稳定气路、排除干扰；(3)检测阶段，初始电子真空表显示归零，时间控制在T31～4秒内，检测出电池腔体内部真空度的变化量ΔP，若ΔP大于设定值，则电池腔体有微泄漏，即判断为不良；(4)完成阶段，时间控制在T40.2～0.5秒，恢复电池腔体内部为常态。
2.一种根据权利要求1所述的锂离子电池腔体泄漏的精密检测装置，其特征在于该装置包括底座、支架及电气箱，所述底座上设有两个按钮以及锁紧气缸，对应锁紧气缸设有夹具，锁紧气缸在夹具到位后，即锁紧电池，所述底座上设有支架，支架后侧设有电气箱；在电气箱的上部分别对应设有真空阀、真空传感器以及指示不良产品的指示灯；支架上固定设有牵引气缸，连接牵引移动支架上下动作，设有直线导轨固定移动支架，且分别对应设有压头通过弹簧定位在移动支架内跟随运行；所述压头为中空结构，在每个压头端部分别设有密封圈；气路结构使压缩空气从气源接出即连接两个动作气缸，且与各个相同的真空回路联通；真空回路包括接头及与之连接的过滤器，过滤器连接真空传感器；真空传感器的另一端接有控制真空回路启闭的泄压电磁阀，泄压电磁阀与阀分别连接真空阀。
全文摘要
本发明涉及一种锂离子电池腔体泄漏的精密检测方法及其装置，检测步骤如下(1)抽真空阶段，时间控制在T13～5秒内，将电池腔体内部真空度抽到一定值P1；若真空度在T1时间内，达不到P1值，则说明电池腔体有明显的泄漏，判断为不良，其中P1为设定标准值；(2)保持平衡阶段，时间控制在T22～3秒内，保持电池腔体的密封，保持其真空度，稳定气路、排除干扰；(3)检测阶段，初始电子真空表显示归零，时间控制在T31～4秒内，检测出电池腔体内部真空度的变化量ΔP，若ΔP大于设定值，则电池腔体有微泄漏，即判断为不良；(4)完成阶段，时间控制在T40.2～0.5秒，恢复电池腔体为常态。该装置可对不良电池进行自动判别，提高检测精度及效率。
文档编号G01R31/36GK101034032SQ200710057248
公开日2007年9月12日 申请日期2007年4月27日 优先权日2007年4月27日
发明者吉跃华, 刘志盛, 张明昆, 赵建, 尚利辉, 薛龙均 申请人:天津力神电池股份有限公司