一种电池边电压测试系统、电池制造设备及电池的制作方法

1.本实用新型涉及软包电池技术领域，具体涉及一种电池边电压测试系统、电池制造设备及电池。


背景技术：

2.软包锂离子电池以其比能量高、安全性好、设计灵活等特点，在消费类电子产品领域以及电动汽车领域得到了广泛应用。而常用的软包电池包装材料为铝塑膜，包括设置在外部的尼龙层或pet层、设置在中间的铝层以及设置在内部的pp层；其中，内部的pp层在封装过程中起到粘合和密封作用。
3.一般理论上来说，无论负极还是正极，与铝塑膜中间的铝层都是绝缘的，但在加工过程中，pp层在熔融-凝固过程中脆性会增加，或者外力作用下易产生微观裂缝或破损，致使电解液可渗入这些裂缝与铝层发生直接接触，而一旦铝塑膜中的铝层与负极有离子通道或电子通路产生，金属铝层就会发生插锂反应，形成脆性很高的铝锂合金，从而造成软包电芯的内腐蚀，最终导致铝层发生破裂，失去对水分的隔绝作用，电池失效，产生电池使用安全问题。
4.目前软包电池测试边电压方法有：
5.1)采取万用表测试。具体的，人工采取两根导线与电芯连接，一根连接正极，一根连接铝塑膜边缘接触铝层。但此种仍存在以下问题：由于铝层夹在尼龙和pp层之间，裁切后的铝层并不一定外露，会导致导线接触不到铝层，且此方法效率低，人为因素不可控，时常有接触不到或者不灵敏的问题。
6.2)采用边电压测试设备。具体的，利用测试刀刺破顶封边，还需双刺刀检测回路，需确认是否接触到铝层并导通，再检测边电压。而此种方式也存在以下问题：存在损害电芯的刺破动作(主要是对顶封边有效封印宽度有损害风险)，需要精准控制定位和刺刀位置，控制要求较高。
7.有鉴于此，确有必要提供一种解决上述问题的技术方案。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的之一在于：提供一种电池边电压测试系统，以解决上述采用的常规边电压测试方法存在的问题，本实用新型提供的测试系统，可以实现简单、高效且有效的电池边电压测试，以挑出不良品。
9.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
10.一种电池边电压测试系统，包括：
11.直流电压测试设备，一端与电池中的带电电芯电连接；
12.导电件，一端与所述电池中软包外壳的金属层电连接，另一端与所述直流电压测试设备的另一端电连接；
13.其中，所述电池、所述导电件和所述直流电压测试设备依次电连接形成闭合回路。
14.优选的，所述直流电压测试设备的一端与所述带电电芯的极耳电连接。该直流电压测试设备可以通过设备平台装置或手工控制来使得极耳与直流电压测试设备连接，该直流电压测试设备可采用常规的边电压测试设备，也可采用其他具备电压或电阻测试功能的设备，这里不再过多赘述。
15.优选的，所述导电件为具有电导性的溶剂池。采用溶剂池的形式作为导电件，可以极大的扩增软包外壳的金属层与溶剂池的接触面，以更利于两者进行电导通，有效避免了因其中的金属层较薄，致使常规边电压测试设备需要精准控制定位和刺刀的位置，操作过程繁琐，且极可能存在没有导通的形式。而本实用新型采用溶剂池作为导电件，则无需对金属层进行精准定位，也无需通过双刺刀进一步检测回路是否导通，更加简单高效。
16.优选的，所述溶剂池为电解质溶液池。该电解质溶液池可以产生自由移动的离子以供导电。电解质溶液包括酸溶液、碱溶液和盐溶液中的至少一种，具体的可为hcl、hbr、hi、h2so4、hno3、hclo3、hclo4、naoh、koh、ba(oh)2、ca(oh)2、nacl、(nh4)2so4、fe(no3)3中的至少一种。此外，还可在该电解质溶液池中额外添加导电剂，该导电剂可包括乙炔黑、350g、碳纤维、碳纳米管、科琴黑、石墨中的至少一种。
17.优选的，所述软包外壳的金属层浸泡于所述电解质溶液池中。将该金属层浸泡于电解质溶液池中，可以大大增加金属层与电解质溶液的接触面积，相比于其他形式的导电件，本实用新型采用溶剂池的形式可以极大的增强金属层与导电件的接触面积。
18.优选的，所述电解质溶液池中设置有用于加热所述电解质溶液的加热件。在电池、导电件和直流电压测试设备电连接形成闭合回路以测试边电压的过程中，同时通过加热件对电解质溶液进行加热，可以进一步提高溶液的导电能力，对于边电压的测试结果更为准确。
19.本实用新型的目的之二在于：提供一种电池制造设备，包括上述任一项所述的电池边电压测试系统。
20.优选的，本电池制造设备还包括电池二封装置，所述电池二封装置包括气袋裁切件，所述气袋裁切件用于裁切电池中软包外壳的气袋；所述电池边电压测试系统设置于所述气袋裁切件前。
21.优选的，所述电池边电压测试系统中的导电件与所述软包外壳的气袋中的金属层电连接。
22.本实用新型的目的之三在于：提供一种由上述任一项所述的电池制造设备得到的电池。
23.相比于现有技术，本实用新型的有益效果在于：
24.1)本边电压测试系统通过增加导电件的形式将直流电压测试设备与待测电池电连接形成闭合回路，改变了传统的直接接触的闭路回路方式，一方面可解决万用表测试中导线接触不到金属铝层的问题，另一方面也避免了采用边电压测试设备直接刺破电芯带来的问题，借用导电件进行导通，同样可以实现有效测试电池边电压的目的，且无需精准定位，实际操作中可以更加简单高效便捷地挑出电池不良品。
25.2)本测试系统在气袋裁切件裁切电池气袋前，利用气袋中的金属层与导电件进行电连接，待测试边电压后再将气袋裁切，如此即可避免传统边电压测试设备中探针刺破电芯后损伤电芯的问题，本测试边电压系统更加安全可靠，且不损伤电芯。
附图说明
26.图1为本实用新型边电压测试系统的结构示意图。
27.图中：1-直流电压测试设备；2-电池；21-电池软包外壳的气袋；22-极耳；3-导电件；4-加热件。
具体实施方式
28.为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施方式和说明书附图，对本实用新型及其有益效果作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
29.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”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；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
30.本实用新型使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。
31.实施方式1
32.如图1所示，一种电池边电压测试系统，包括直流电压测试设备1和导电件3；直流电压测试设备1一端与电池中的带电电芯电连接；导电件3一端与所述电池中软包外壳的金属层电连接，另一端与所述直流电压测试设备1的另一端电连接；其中，所述电池、所述导电件3和所述直流电压测试设备1依次电连接形成闭合回路。
33.进一步地，直流电压测试设备1的一端与所述带电电芯的极耳22电连接。该直流电压测试设备1可以通过设备平台装置或手工控制来使得极耳22与直流电压测试设备1连接，该直流电压测试设备1可采用常规的边电压测试设备，也可采用其他具备电压或电阻测试功能的设备，这里不再过多赘述。
34.进一步地，导电件3为具有电导性的溶剂池。采用溶剂池的形式作为导电件3，可以极大的扩增软包外壳的金属层与溶剂池的接触面，以更利于两者进行电导通，有效避免了因其中的金属层较薄，致使常规边电压测试设备需要精准控制定位和刺刀的位置，操作过程繁琐，且极可能存在没有导通的形式。而本实用新型采用溶剂池作为导电件3，则无需对金属层进行精准定位，也无需通过双刺刀进一步检测回路是否导通，更加简单高效。
35.进一步地，所述溶剂池为电解质溶液池。该电解质溶液池可以产生自由移动的离子以供导电。电解质溶液包括酸溶液、碱溶液和盐溶液中的至少一种，具体的可为hcl、hbr、hi、h2so4、hno3、hclo3、hclo4、naoh、koh、ba(oh)2、ca(oh)2、nacl、(nh4)2so4、fe(no3)3中的至少一种。此外，还可在该电解质溶液池中额外添加导电剂，该导电剂可包括乙炔黑、350g、碳纤维、碳纳米管、科琴黑、石墨中的至少一种。
36.进一步地，所述软包外壳的金属层浸泡于所述电解质溶液池中。将该金属层浸泡于电解质溶液池中，可以大大增加金属层与电解质溶液的接触面积，相比于其他形式的导
电件3，本实用新型采用溶剂池的形式可以极大的增强金属层与导电件3的接触面积。
37.进一步地，所述电解质溶液池中设置有用于加热所述电解质溶液的加热件4。在电池、导电件3和直流电压测试设备1电连接形成闭合回路以测试边电压的过程中，同时通过加热件4对电解质溶液进行加热，可以进一步提高溶液的导电能力，对于边电压的测试结果更为准确。
38.实施方式2
39.一种电池制造设备，包括实施方式1所述的电池边电压测试系统。
40.进一步地，本电池制造设备还包括电池二封装置，所述电池二封装置包括气袋裁切件，所述气袋裁切件用于裁切电池中软包外壳的气袋；所述电池边电压测试系统设置于所述气袋裁切件前。
41.电池的边电压不良主要由以下两种情况引起：
42.1)存在离子通道：在电芯二封前后，电池内的电解液较为充裕，与铝塑膜软包外壳的内层pp层接触比较充分，若极耳22与软包外壳的中间铝层存在离子通道，则在二封前后电芯更容易通过电解液导通。
43.2)存在电子通道：因密封不良或软包外壳破损等情况，极耳22直接与铝塑膜软包外壳的中间铝层直接接触，进而形成电子导通。
44.将本实用新型的测试系统设置在气袋裁切件前，即是在电芯裁切气袋前测试边电压，因此时二封前后护电解液充裕，则更有利于存在离子通道型的电芯被检出，当然，同时也可以将存在电子通道型的电芯被检出。从此可以大大提高本测试系统的精准性，提高不良电芯的检出率。
45.进一步地，电池边电压测试系统中的导电件3与软包外壳的气袋21中的金属层电连接。一般地，该软包外壳为铝塑膜，其中的金属层为铝层。
46.该电池制造设备的具体过程为：
47.1)在常规二封装置旁加装本实用新型的边电压测试系统，具体的将本测试系统安装于气袋裁切件前；
48.2)将进入到二封工序电池放置于二封装置的固定位置，裸露电池软包外壳气袋中的金属层，将该金属层与电解质溶液池电连接，可以是浸入电解质溶液池中，同时将该电解液溶液池与直流电压测试设备1的一端电连接，并将直流电压测试设备1的另一端与电池的极耳22电连接，使得电池、电解液溶液池和直流电压测试设备1依次电连接形成闭合回路以测试边电压；
49.3)测试电池的边电压，如测试的电压＞1.0v，则判定为不良电芯；反之，如测试的电压≤1.0v，则判定为正常电芯，通过边电压测试；
50.4)完成电池的边电压测试后，裁切电池软包外壳的气袋21，继续二封工序，完成电池后续的制备。
51.实施方式3
52.一种由实施方式2所述的电池制造设备得到的电池。
53.根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新
型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。