一種鋰離子電池密封性檢測設備及其檢測方法
2023-08-08 19:25:56
專利名稱：一種鋰離子電池密封性檢測設備及其檢測方法
技術領域：
本發明涉及大容量動カ鋰離子電池密封性檢測設備，具體涉及ー種鋰離子電池密封性檢測設備及其檢測方法。
背景技術：
鋰離子電池廣泛應用筆記本、攝像機、數位相機、手機以及電動工具等產品上。特別是在高速發展的當今社會，石油、煤、天然氣等傳統能源隨著人們日益開採而減少的今天新一代鋰離子電池、燃料電池等清潔、環保、高效的能源轉換儲能系統成為解決現代文明面臨的環境和能源問題的有效方法，備受人們的青睞。但是由於鋰離子電池通常用於低溫、氣壓稀薄的苛刻環境中，以及用於高功率放電的動力驅動等惡劣條件下，對電池的密封性要求很高，目前業內採用以下幾種方法檢測鋰離子電池的密封性
其中一種檢測裝置包括盛有檢測液的容器，夾具以及高壓氣體連接裝置，該夾具可將待測的鋰離子電池夾置並放於容器內，該高壓氣體一端有鋰離子電池的注液孔相連通，另一端與高壓氣體相通。檢測時，將待測鋰離子電池浸入容器的檢測液中，然後向鋰離子電池內部通高壓氣體，持續幾秒，觀察有無氣泡，有氣泡則說明鋰離子電池漏氣，密封性不好，反之則說明鋰離子電池密封性良好。這種方法如果操作不小心，極易使檢測液進入到電池的內部，會影響電池的性能；而且，通入高壓氣體容易使殼體鼓脹且電池表面附著檢測液，電池在注液前必須處理殼體表面的檢測液，増加了工作量；並且為了保障電池內部的乾燥，要先將電池放入容器後，才可以向容器內注入檢測液，測試完後要先倒出檢測液再取出被檢測電池，其操作複雜，工作效率低。另ー種檢測裝置是在電池內部充入一定壓カ的壓縮空氣，充氣平衡後切斷氣源，通過測壓裝置和儀器、儀表測出單位時間內電池內的壓降。這種檢測方法壓差小，對檢測設備要求高，價格高，加上檢測現場情況複雜對精度和穩定性有一定影響。還有ー種檢測裝置是在檢測瓶內盛檢測液體，檢測瓶ロ處插設檢測管及抽氣管，檢測管一端置於檢測液中，另一端與注液孔設有針頭連接。檢測時，抽氣管抽氣後，看檢測管是否有氣泡連續冒出。如有則說明該電池密封性不好，反之說明被測電池的密封性良好。該檢測裝置由於是設置針頭與電池注液孔連接，特別是在高容量動カ鋰離子電池注液孔較大吋，連接處密封難以保證，對檢測效果以及穩定性產生較大影響。且檢測速度慢，精度不高，檢測液有倒吸入電池的可能，影響電池性能。綜上所述，現有技術存在如下問題
1、檢測液進入電池內部，影響電池性能且通高壓容易使殼體鼓脹；
2、操作效率低、生產エ藝繁瑣、生產成本高；
3、檢測精度及穩定性不佳
發明內容
本發明設計了ー種鋰離子電池密封性檢測設備及其檢測方法，其解決了現有技術中使用檢測液、高壓氣體等檢測手段而帶來的影響電池性能、使殼體鼓脹的問題，以及操作效率低、生產エ藝繁瑣、生產成本高、檢測精度及穩定性不佳的問題。為了解決上述存在的技術問題，本發明採用了以下方案
一種鋰離子電池密封性檢測設備，包括檢測裝置(2)、抽真空裝置(3)、補氣裝置和若干連接管路，其特徵在於被測電池(5 )的注液ロ( 51)通過連接管路與所述檢測裝置(2 )的數顯真空壓カ表(21)連通形成密閉的檢測通路；檢測時，所述抽真空裝置(3)對所述檢測通路抽真空，檢測完畢後，所述補氣裝置對所述檢測通路進行補氣以便於所述被測電池(5 )的取出；控制系統控制上述各裝置配合工作。進一歩，還包括被測電池固定密封裝置，所述被測電池(5)固定在所述被測電池固定密封裝置上，所述注液ロ(51)通過所述被測電池固定密封裝置上的連接頭(13)與連接管路、所述檢測裝置(2)的數顯真空壓カ表(21)連通形成密閉的檢測通路。進ー步，所述被測電池固定密封裝置包括升降壓緊機構、所述連接頭(13)、密封墊圈(14)和定位エ裝(15)；
所述連接頭(13)包括上端接頭(131 )、旁側接頭(132)和下端接頭(133)，所述旁側接頭(132)和下接頭(133)組成90° _■通管接頭結構；所述芳側接頭(132)接通通往所述數顯真空壓カ表(21)的管路；
所述升降壓緊機構的伸縮杆和所述上端接頭(131)固定連接，所述密封墊圈(14)固定安裝在所述下端接頭(133)與注液ロ(51)之間，所述被測電池(5)經所述定位エ裝(15)定位在所述下端接頭(133)的下方；工作時，所述升降壓緊機構帶動所述連接頭(13)及所述密封墊圈(14)與所述注液ロ( 51)進行連接或分離。進ー步，所述被測電池固定密封裝置還包括機架(12)，所述升降壓緊機構設置在機架(12)上部，所述定位エ裝(15)設置在機架(12)下部的基座(121)上。進一歩，所述升降壓緊機構是ー氣缸(11)，減壓閥(16 )用於調節和控制所述氣缸(11)的壓力。進ー步，所述控制系統包括第一光感應器(17)和第二光感應器(18)以監測所述被測電池(5)是否固定密封到位，所述第一光感應器(17)設置在所述定位エ裝(15)上，所述第二光感應器(18)設置在機架(12)的立柱上。進ー步，所述檢測裝置(2)包括所述數顯真空壓カ表(21)、計時器(22)、蜂鳴器
(23)和電源開關(24)。進ー步，所述抽真空裝置(3)與所述檢測通路之間的連接管路上設置有第一電磁閥(31)。進ー步，所述補氣裝置包括一乾燥氣體源(41)，所述乾燥氣體源(41)與所述檢測通路之間的連接管路上設置有第二電磁閥(42)以控制乾燥氣體的通斷。進ー步,所述乾燥氣體是高純氮氣。進ー步，所述控制系統通過有線或無線的方式分別和所述各裝置連接進行信號傳輸。進ー步，所述若干連接管路中包括四通管接頭(6)，被測電池固定密封裝置、檢測裝置(2)、抽真空裝置(3)和補氣裝置之間通過四通管接頭(6)連接。、
一種鋰離子電池密封性檢測方法，其特徵在於包括以下步驟
檢查各電氣管路良好；
查看檢測裝置、控制系統參數設置是否符合エ藝要求；
將被測電池(5)放置定位，第一光感應器(17)監測到被測電池(5)到位後將此信號反饋給控制系統，控制系統發出信號命令氣缸(11)動作，氣缸(11)的活塞杆帶動連接頭
(13)、密封墊圈(14)下壓與被測電池(5)的注液ロ(51)密封連通，當第二光感應器(18)監測到連接頭(13)、密封墊圈(14)下壓到位後將信號反饋給控制系統，控制系統停止氣缸
(11)的下壓動作並保持下壓的狀態，並同時通知抽真空裝置(3)開始工作； 控制系統打開第一電磁閥(31)，抽真空裝置(3)對檢測通路抽真空，待達到數顯真空壓カ表(21)的設定壓力後，關閉第一電磁閥(31)，抽真空裝置(3)停止抽真空工作，此時計時器(22)開始計時，在計時器(22)的設定時間內，蜂鳴器(23)不響，則被測電池密封性良好，蜂鳴器(23)響起，則說明密封性不好；
待達到計時器(22)的設定時間後，控制系統打開第二電磁閥(42)，補氣裝置工作給電池補充乾燥氣體，待數顯真空壓カ表(21)顯示恢復到正常大氣壓カ狀態後，控制系統關閉第二電磁閥(42)，補氣裝置停止工作，同時控制系統命令氣缸(11)的活塞上行，取下電池，測試完畢。該鋰離子電池密封性檢測設備及其檢測方法具有以下有益效果
(I)本發明無需再用檢測液和高壓氣體，杜絕檢測液進入電池從而影響電池性能的可 能，也避免了高壓氣體使電池殼體鼓脹。( 2)本發明採用了光感應器等元器件，並且控制系統通過有線或無線的方式分別和各裝置連接進行信號傳輸，控制系統完善、自動化程度高，使用方便適於大規模生產，エ作效率高且非常準確，穩定性也極佳。而且，本發明採用蜂鳴器報警，易於操作，大大減輕了工作人員的勞動強度。(3)本發明鋰離子電池密封性檢測設備體積小，成本低，生產エ藝簡單。(4)本發明中乾燥氣體使用高純氮氣，最大程度的降低了對電池內部的汙染。
圖I :本發明鋰離子電池密封性檢測設備的結構示意 圖2 :本發明中機架底座及エ裝夾具的俯視 圖3 :本發明中檢測控制裝置的正視 圖4 :本發明中檢測時氣缸接頭與電池注液孔配合結構圖。附圖標記說明
11 一氣缸；12—機架；121—基座；122—立柱；13—連接頭；131—上端接頭；132—芳側接頭；133—下端接頭；14一密封墊圈；15—定位エ裝；151—安裝塊；16—減壓閥；17—第一光感應器；18—第二光感應器；2—檢測裝置；21—數顯真空壓カ表；22—計時器；23—蜂鳴器；24 —電源開關；3—柚真空裝置；31—第一電磁閥；41 一乾燥氣體源；42—第二電磁閥；5—被測電池；51—注液ロ ；6—四通管接頭；7—第一連接管路；8—第二連接管路；9一第三連接管路；10—第四連接管路。
具體實施例方式下面結合附圖I至附圖4，對本發明做進ー步說明
圖I示出了一種鋰離子電池密封性檢測設備的結構示意圖，包括控制系統、被測電池固定密封裝置、檢測裝置2、抽真空裝置3、補氣裝置、被測電池5、四通管接頭6以及若干連接管路，被測電池5固定在被測電池固定密封裝置上，被測電池5的注液ロ 51通過密封墊圈14與連接頭13密封連通，被測電池固定密封裝置 、檢測裝置2、抽真空裝置3和補氣裝置分別通過連接管路和四通管接頭6的四個端ロ連通，控制系統通過有線或無線的方式分別和各裝置連接以控制和檢測被測電池的密封性。被測電池固定密封裝置包括氣缸11、機架12、連接頭13、密封墊圈14、定位エ裝15、減壓閥16 ;氣缸11垂直設置在機架12上部，氣缸11活塞杆的下端與連接頭13的上端接頭131連接，連接頭13的結構如圖4所示，包括上端接頭131、旁側接頭132和下端接頭133，芳側接頭132和下接頭133形成90° _■通管接頭結構，連接頭13的下糹而接頭133通過密封墊圈14與被測電池5的注液ロ 51密封連通，連接頭13的旁側接頭132通過第一連接管路7與四通管接頭6的ー個端ロ連通。被測電池5放置在機架12下部的基座121上，基座121上設置有定位エ裝15給被測電池5定位，定位エ裝15是ー U型結構，如圖2所示，被測電池5裝在U型凹槽內。減壓閥16用於調節和控制氣缸11的壓カ；第一光感應器17通過安裝塊151安裝在定位エ裝15的一側用於監測被測電池5是否放置到位並將信號反饋給控制系統；第二光感應器18安裝在機架12的立柱122上，用於監測連接頭13下部是否到位和注液ロ 51密封連通並將信號反饋給控制系統。檢測裝置2如圖3所示，包括數顯真空壓カ表21、計時器22、蜂鳴器23和電源開關24。數顯真空壓カ表21通過第二連接管路8與四通管接頭6的另外ー個端ロ連通，這樣數顯真空壓カ表21通過第二連接管路8、四通管接頭6、第一連接管路7和連接頭13以及被測電池5的注液ロ 51密封連通，形成檢測通路，如圖I所述。抽真空裝置3和補氣裝置通過第三連接管路9和第四連接管路10分別與四通管接頭6的其他兩個端ロ連通，補氣裝置包括一乾燥氣體源41，在乾燥氣體源41與四通管接頭6之間的管路上設置有第二電磁閥42控制乾燥氣體的通斷，本實施例中乾燥氣體是高純氮氣。在抽真空裝置3與四通管接頭6之間的管路上設置有第一電磁閥31。工作時，將被測電池5放置在基座121上，並經定位エ裝15定位，踩下腳踏開關，第一光感應器17開始工作，監測到被測電池5到位後將此信號反饋給控制系統，控制系統發出信號命令氣缸11動作，氣缸11的活塞杆帶動連接頭13、密封墊圈14下壓與被測電池5的注液ロ 51密封連通，當第二光感應器18監測到連接頭13、密封墊圈14下壓到位後將信號反饋給控制系統停止氣缸11的下壓動作，並同時通知抽真空裝置3開始工作，此時補氣裝置處於關閉狀態，控制系統打開第一電磁閥31，抽真空裝置3通過第三連接管路9、四通管接頭6和檢測通路連通並對檢測通路抽真空，待達到數顯真空壓カ表21的設定壓力後，關閉第一電磁閥31，抽真空裝置3停止抽真空工作，此時計時器22開始計時，如果在計時器22的設定時間內檢測通路的壓カ穩定在規定的壓カ範圍內，則被測電池密封性良好，蜂鳴器23不響，反之則說明密封性不好，蜂鳴器23響起，檢測結果也可通過數顯真空壓カ表21直接讀出並反饋給控制系統或工作人員。待達到計時器22的設定時間後，控制系統打開第二電磁閥42，補氣裝置工作給電池補充乾燥氣體，待數顯真空壓カ表21顯示恢復到正常大氣壓カ狀態後，控制系統關閉第二電磁閥42，補氣裝置停止工作，同時控制系統命令氣缸11的活塞上行，取下電池，測試完畢。上面結合附圖對本發明進行了示例性的描述，顯然本發明的實現並不受上述方式的限制，只要採用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種改進，或未經改進將本發明的構思和技術方案直接應用於其它場合的，均在本發明的保護範圍內。·
權利要求
1.一種鋰離子電池密封性檢測設備，包括檢測裝置(2)、抽真空裝置(3)、補氣裝置和若干連接管路，其特徵在於被測電池(5 )的注液ロ( 51)通過連接管路與所述檢測裝置(2 )的數顯真空壓カ表(21)連通形成密閉的檢測通路；檢測時，所述抽真空裝置(3)對所述檢測通路抽真空，檢測完畢後，所述補氣裝置對所述檢測通路進行補氣以便於所述被測電池(5)的取出；控制系統控制上述各裝置配合工作。
2.根據權利要求I所述的鋰離子電池密封性檢測設備，其特徵在於還包括被測電池固定密封裝置，所述被測電池(5)固定在所述被測電池固定密封裝置上，所述注液ロ(51)通過所述被測電池固定密封裝置上的連接頭(13)與連接管路、所述檢測裝置(2)的數顯真空壓カ表(21)連通形成密閉的檢測通路。
3.根據權利要求2所述的鋰離子電池密封性檢測設備，其特徵在於所述被測電池固定密封裝置包括升降壓緊機構、所述連接頭(13)、密封墊圈(14)和定位エ裝(15);所述連接頭(13)包括上接頭(131)、芳側接頭(132)和下接頭(133)，所述芳側接頭(132)和下端接頭(133)組成90° 二通管接頭結構；所述旁側接頭(132)接通通往所述數顯真空壓力表(21)的管路；所述升降壓緊機構的伸縮杆和所述上端接頭(131)固定連接，所述密封墊圈(14)固定安裝在所述下端接頭(133)與注液ロ(51)之間，所述被測電池(5)經所述定位エ裝(15)定位在所述下端接頭(133)的下方；工作時，所述升降壓緊機構帶動所述連接頭(13)及所述密封墊圈(14)與所述注液ロ(51)進行連接或分離。
4.根據權利要求2或3所述的鋰離子電池密封性檢測設備，其特徵在於所述被測電池固定密封裝置還包括機架(12)，所述升降壓緊機構設置在機架(12)上部，所述定位エ裝(15)設置在機架(12)下部的基座(121)上。
5.根據權利要求4所述的鋰離子電池密封性檢測設備，其特徵在於所述升降壓緊機構是ー氣缸(11)，減壓閥(16 )用於調節和控制所述氣缸(11)的壓力。
6.根據權利要求I至5任一所述的鋰離子電池密封性檢測設備，其特徵在於所述控制系統包括第一光感應器(17)和第二光感應器(18)以監測所述被測電池(5)是否固定密封到位，所述第一光感應器(17)設置在所述定位エ裝(15)上，所述第二光感應器(18)設置在機架(12)的立柱上。
7.根據權利要求6所述的鋰離子電池密封性檢測設備，其特徵在於所述檢測裝置(2)包括所述數顯真空壓カ表(21)、計時器(22)、蜂鳴器(23)和電源開關(24)。
8.根據權利要求I至7任一所述的鋰離子電池密封性檢測設備，其特徵在於所述抽真空裝置(3)與所述檢測通路之間的連接管路上設置有第一電磁閥(31)。
9.根據權利要求8所述的鋰離子電池密封性檢測設備，其特徵在於所述補氣裝置包括一乾燥氣體源(41)，所述乾燥氣體源(41)與所述檢測通路之間的連接管路上設置有第ニ電磁閥(42)以控制乾燥氣體的通斷。
10.根據權利要求9所述的鋰離子電池密封性檢測設備，其特徵在於所述乾燥氣體是高純氮氣。
11.根據權利要求I至10任一所述的鋰離子電池密封性檢測設備，其特徵在於所述控制系統通過有線或無線的方式分別和所述各裝置連接進行信號傳輸。
12.根據權利要求11所述的鋰離子電池密封性檢測設備，其特徵在於所述若干連接管路中包括四通管接頭(6)，被測電池固定密封裝置、檢測裝置(2)、抽真空裝置(3)和補氣裝置之間通過四通管接頭(6 )連接。
13.一種鋰離子電池密封性檢測方法，其特徵在於包括以下步驟 檢查各電氣管路良好； 查看檢測裝置、控制系統參數設置是否符合エ藝要求； 將被測電池(5)放置定位，第一光感應器(17)監測到被測電池(5)到位後將此信號反饋給控制系統，控制系統發出信號命令氣缸(11)動作，氣缸(11)的活塞杆帶動連接頭(13)、密封墊圈(14)下壓與被測電池(5)的注液ロ(51)密封連通，當第二光感應器(18)監測到連接頭(13)、密封墊圈(14)下壓到位後將信號反饋給控制系統，控制系統停止氣缸、(11)的下壓動作並保持下壓的狀態，並同時通知抽真空裝置(3)開始工作； 控制系統打開第一電磁閥(31)，抽真空裝置(3)對檢測通路抽真空，待達到數顯真空壓カ表(21)的設定壓力後，關閉第一電磁閥(31)，抽真空裝置(3)停止抽真空工作，此時計時器(22)開始計時，在計時器(22)的設定時間內，蜂鳴器(23)不響，則被測電池密封性良好，蜂鳴器(23)響起，則說明密封性不好； 待達到計時器(22)的設定時間後，控制系統打開第二電磁閥(42)，補氣裝置工作給電池補充乾燥氣體，待數顯真空壓カ表(21)顯示恢復到正常大氣壓カ狀態後，控制系統關閉第二電磁閥(42)，補氣裝置停止工作，同時控制系統命令氣缸(11)的活塞上行，取下電池，測試完畢。
全文摘要
本發明涉及一種鋰離子電池密封性檢測設備及其檢測方法，其特徵在於被測電池固定密封裝置、檢測裝置(2)、抽真空裝置(3)和補氣裝置通過連接管路分別和四通管接頭(6)的四個埠連接；固定在被測電池固定密封裝置(1)上的被測電池(5)的注液口(51)通過被測電池固定密封裝置(1)上的連接頭(13)、第一連接管路(7)、所述四通管接頭(6)、第二連接管路(8)與檢測裝置(2)的數顯真空壓力表(21)連通形成密閉檢測通路；檢測時，抽真空裝置(3)對檢測通路抽真空，檢測完畢後，補氣裝置(4)對檢測通路進行補氣便於被測電池(5)與連接頭(13)分離；控制系統控制各裝置配合工作。
文檔編號G01M3/26GK102735407SQ201210216180
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月28日 優先權日2012年6月28日
發明者吳建華, 高鋒柱 申請人:奇瑞汽車股份有限公司