CN108279386A - 一种电芯筛选方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电芯筛选方法，该电芯筛选方法包括：将耐压测试装置与电芯中的正极耳和负极耳电连接；根据电芯的参数，利用耐压测试装置，向电芯施加设定时间长度的设定电压，并对电芯的电流值进行检测；根据电芯的电流值，对电芯进行筛选。本发明提出的技术方案，对施加电压的电压值以及施加电压的时间均根据电芯的参数进行了提前设定，可以更加准确地中判断出电芯的实际状况，提高电芯筛选的准确性，解决了现有技术中，利用通用数据对电芯进行筛选，没有针对性，因经常出现误判而导致的安全隐患以及增大生产成本等问题，实现了减小电芯耐压测试过程中误判率，提高后续工序的安全性，节约成本等目的。

Description

一种电芯筛选方法
技术领域
本发明实施例涉及电池筛选技术，尤其涉及一种电芯筛选方法。
背景技术
电子产品的高速发展使人们生活越来越便利，电池作为电子产品的核心硬件之一，其性能也越来越受到企业和消费者的重视和关注。
在电池的制作过程中，形成电芯后会对电芯进行耐压测试，但是目前很多公司工艺测试数据基本都是通用，测试机理及数据验证未进行深入研究。对于不同型号或材质等参数的电芯，使用通用的测试数据经常会出现误判的情况，即短路不良的电芯不能及时排除，不良电芯会继续后续工序，并且不良电芯存在安全隐患，会降低后续工序过程中的安全性，且继续后续工序会增大生产成本。
发明内容
本发明提供一种电芯筛选方法，以实现减小电芯耐压测试过程中误判率，提高后续工序的安全性，节约成本的目的。
本发明实施例提出了一种电芯筛选方法，包括：
将耐压测试装置与电芯中的正极耳和负极耳电连接；
根据所述电芯的参数，利用所述耐压测试装置，向所述电芯施加设定时间长度的设定电压，并对所述电芯的电流值进行检测；
根据所述电芯的电流值，对所述电芯进行筛选。
可选的，所述设定时间长度为0.5～1.0s。
可选的，所述设定电压为250～750V。
可选的，所述根据所述电芯的电流值，对所述电芯进行筛选，包括：
根据所述电芯的电流值，计算所述电芯的电阻值；
根据所述电芯的电阻值，对所述电芯进行筛选。
可选的，所述根据所述电芯的电阻值，对所述电芯进行筛选，包括：
根据所述电芯的电阻值与预设阈值的大小关系，对所述电芯进行筛选。
可选的，所述根据所述电芯的电阻值与预设阈值的大小关系，对所述电芯进行筛选，包括：
若所述电芯的电阻值小于所述预设阈值，将所述电芯剔除。
可选的，所述预设阈值为180～360MΩ。
可选的，所述设定时间长度为0.7s，所述设定电压为500V，所述预设阈值为360MΩ。
可选的，所述电芯的参数包括电芯的型号和/或材质。
本发明实施例提出了一种电芯筛选方法，通过将耐压测试装置与电芯中的正极耳和负极耳电连接；根据所述电芯的参数，利用耐压测试装置，向电芯施加设定时间长度的设定电压，并对电芯的电流值进行检测；根据电芯的电流值，对电芯进行筛选。通过对施加电压的电压值以及施加电压的时间均根据电芯的参数进行提前设定，可以更加准确地中判断出电芯的实际状况，提高电芯筛选的准确性。解决了现有技术中，利用通用数据对电芯进行筛选，没有针对性，因经常出现误判而导致的安全隐患以及增大生产成本等问题，实现了减小电芯耐压测试过程中误判率，提高后续工序的安全性，节约成本等目的。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图1是本发明实施例一提供的一种电芯筛选方法的流程图；
图2是本发明实施例一提供的一种电芯的电流值与时间的关系图；
图3是本发明实施例二提供的一种电池筛选方法的流程图；
图4是不同测试电压时电芯的实际电压与测试时间的关系图；
图5是不同测试电压时电芯的实际电阻与测试时间的关系图；
图6-图8是不同电芯的实际电阻与测试时间的关系图；
图9-图12是不同电芯的一次不良率或二次不良率。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
电芯是通过正极(导电材料)、负极(导电材料)和隔膜(绝缘材料)卷绕组成，其中，正负极中间的隔膜用于防止正负极接触发生短路。
由于电芯内有时会存在短路点或有导致电芯存在短路/微短路的风险，比如颗粒、金属屑、枝晶等会刺穿隔膜或隔膜材料厚度不均而导致电芯在后工序化成充电中隔膜破裂而发生的短路等情况，因此需要对电芯进行耐压测试，并根据耐压测试结果对电芯进行筛选。
实施例一
图1是本发明实施例一提供的一种电芯筛选方法的流程图。参见图1，本发明实施例一提出的电芯筛选方法，包括：
S110：将耐压测试装置与电芯中的正极耳和负极耳电连接。
电芯卷绕烫孔完成后，电芯会输送到生产传输线，生产传输线带动电芯移动，当移动到一定位置后，通过电芯定位装置将电芯进行定位。电芯定位后，将耐压测试装置与电芯中的正极耳和负极耳电连接。
示例性地，耐压测试装置包括正极导电棒和负极导电棒。将正极导电棒与电芯的正极耳电连接，将负极导电棒与电芯的负极耳电连接。
S120：根据电芯的参数，利用耐压测试装置，向电芯施加设定时间长度的设定电压，并对电芯的电流值进行检测。
S130：根据电芯的电流值，对电芯进行筛选。耐压测试装置测试的电芯的电流可以包括电容电流i1、吸收电流i2和/或泄漏电流i3。其中，电容电流i1又称位移电流，电容电流i1不同于电荷移动形成的电流，是由于电容充放电引起的等效电流。吸收电流i2又称极化电流，由于分子极化和电子漂移而形成的电流，它随施加电压的时间从相对较高的原始值衰减至接近于零，其大小取决于绝缘***所用粘接材料的类型和情况。泄露电流i3是电介质中有极少数束缚很弱的或自由的离子，在直流电压下，正负离子分别向两级移动而形成的。
因此，可以根据电芯的参数，对施加在电芯上的电压值以及施加电压的时间长度等参数进行设定，其中，设定时间长度为耐压测试装置施加在电芯上的电流值或电压值的时间。通过对电芯施加设定电压以及设定时间长度，可以避免出现测试数据不准确而产生的误判、漏判等现象，提高电芯耐压测试的准确性，以便根据测试结果可以准确的对电芯进行筛选，避免不合格电芯流入后工序及客户而导致的制备成本增大、安全风险及信誉风险。
本发明实施例提供的电芯筛选方法，通过将耐压测试装置与电芯中的正极耳和负极耳电连接；根据电芯的参数，利用耐压测试装置，向电芯施加设定时间长度的设定电压，并对电芯的电流值进行检测；根据电芯的电流值，对电芯进行筛选。通过对施加电压的电压值以及施加电压的时间均根据电芯的参数进行提前设定，可以更加准确地中判断出电芯的实际状况，提高电芯筛选的准确性。解决了现有技术中，利用通用数据对电芯进行筛选，没有针对性，因经常出现误判而导致的安全隐患以及增大生产成本等问题，实现了减小电芯耐压测试过程中误判率，提高后续工序的安全性，节约成本等目的。
图2是本发明实施例一提供的一种电芯的电流值与时间的关系图。参见图2，电容电流i1、吸收电流i2和泄漏电流i3三个电流稳定时间不一致。这说明，对不同参数的电芯施加电压的时间长度相同，可能会导致对电芯进行误判或漏判等现象。因此在实际测试过程中，需要根据待测的参数，对电芯施加电压的时间长度进行合理修正，以降低误判的可能性。
同理，施加在电芯上的电压值的大小也会对电芯的测试结果产生影响。在实际测试过程中，需要根据施加在电芯上的电压值，对电芯施加电压的时间长度进行合理修正，以降低误判的可能性。
可选的，电芯的参数包括电芯的型号和/或材质。可以理解的是，电芯的参数除其型号和材质外，还可以包括电芯电阻、电芯体积比能量以及放电倍率等参数。
可选的，S130包括：根据电芯的电流值，计算电芯的电阻值；根据电芯的电阻值，对电芯进行筛选。这样设置的原因是，当电芯中存在短路或微短路等情况时，会使测得的电流值较小，不易对数值较小的电流值进行划分。为了使测试结果更加明显，方便对测试结果进行判定，可以通过R＝U/I，根据电芯的电流值计算电芯的电阻值，再根据电芯的电阻值对电芯进行筛选。
可选地，耐压测试装置为19073耐压测试仪，以避免人工计算出现的误差以及增加人力资源的消耗。
进一步的，根据电芯的电阻值，对电芯进行筛选，可以包括：根据电芯的电阻值与预设阈值的大小关系，对电芯进行筛选。
可以针对不同参数的电芯设置不同的预设阈值，预设阈值为筛选电芯的判断标准，可以是对应类型的电芯在施加设定时间长度的设定电压后，预计可接受的最低电阻值。
示例性地，根据电芯的电阻值与预设阈值的大小关系，对电芯进行筛选，包括：若电芯的电阻值小于预设阈值，将电芯剔除。
当测得的电芯的电阻值小于预设阈值时，说明电芯中可能存在短路或微短路等情况，判断电芯的不合格电芯，将其剔除；当测得的电芯的电阻值大于或等于预设阈值时，说明电芯中的绝缘性能较好，没有出现短路或微短路等情况，判断电芯为合格电芯，使其继续参见后续工艺。
实施例二
本实施例为实施例一中的一个具体示例。图3是本发明实施例二提供的一种电池筛选方法的流程图。参见图3，该电芯筛选方法，包括：
S210：将耐压测试装置与电芯中的正极耳和负极耳电连接。
S220：根据电芯的参数，利用耐压测试装置，向电芯施加设定时间长度的设定电压，并对电芯的电流值进行检测。
示例性地，根据多次试验的结果，为了保证电芯测试完全，且避免施加时间长度过长而导致的测试效率降低，可以设置设定时间长度为0.5～1.0s。对设定时间长度的具体设置，对卷绕机提速、提高产能有很大作用，有利于工业生产过程中的对应部分的进一步优化。
设定电压也可以根据电芯的参数进行设定，可选的，设定电压可以为250～750V。
S230：根据电芯的电流值，计算电芯的电阻值。
S240：根据电芯的电阻值与预设阈值的大小关系，对电芯进行筛选。
可选的，为保证电芯耐高压性能，防止电芯存在短路风险，可以设置预设阈值为180～360MΩ。
本发明实施例提供的电芯筛选方法，通过对施加电压的电压值以及施加电压的时间均根据电芯的参数进行提前设定，可以更加准确地中判断出电芯的实际状况，提高电芯筛选的准确性。解决了现有技术中，利用通用数据对电芯进行筛选，没有针对性，因经常出现误判而导致的安全隐患以及增大生产成本等问题，实现了减小电芯耐压测试过程中误判率，提高后续工序的安全性，节约成本等目的。
示例性地，下面以型号为18650的圆柱卷芯电芯为例，对本实施例中设定时间长度、设定电压以及预设阈值的确定方法进行说明。
通过耐压测试装置向不同参数的电芯连续施加1.0s的设定电压，对电芯的实际电压值随测试时间的变化情况进行研究。在进行试验研究前可先设定测试过程中的所有电芯的测试电阻固定为180MΩ，施加在电芯上的测试电压分别为250V、500V、750V。分别向电芯施加不同测试电压时，测试各电芯施加不同测试时间时电芯的实际电压，其中，测试时间的时间间隔为0.1s。
图4是不同测试电压时电芯的实际电压与测试时间的关系图。根据图4可知，不同测试电压时，电芯的实际电压在施加测试电压0.3s后趋于稳定，并一直稳定持续在对应的测试电压直至测试时间结束。
考虑到设备输送带运行时间、电压和电阻上升时间，可以将测试时间统一定为1.0s。
图5是不同测试电压时电芯的实际电阻与测试时间的关系图。根据图5可知，测试电压设为250V、500V和750V时，设备均是在开始测试0.4s后才开始真正测试。测试时间为0.5～1.0s时电芯的实际电阻开始出现变化，可以进行筛选，即电芯筛选过程中，设定时间长度，即耐压测试装置测试电芯电阻所需时间，可以为0.5～1.0s。
继续参见图5，测试电压设为250V时，电芯的实际电阻在0.6s时增至最大值；测试电压设为500V时，电芯的实际电阻在0.7s时增至最大值；测试电压设为750V时，电芯的实际电阻在0.5s时增至最大值。当电芯的实际电阻增至最大值时的测试时间，可以为设定时间长度。当测试电压不同时，所需的设定时间长度不同，为保证电芯测试完全，设定时间长度可以设为0.7s。
图6-图8是不同电芯的实际电阻与测试时间的关系图。图6是测试电压为750V，测试电阻为180MΩ时，电芯的实际电阻与测试时间的关系图。图7是测试电压为500V，测试电阻为180MΩ时，电芯的实际电阻与测试时间的关系图。图8是测试电压为250V，测试电阻为180MΩ时，电芯的实际电阻与测试时间的关系图。参见图6-图8，可以看出不同电芯在不同测试时间下得到的电芯的实际电阻的箱线图，其中，图6-图8中每个数据点均是通过多次测试得出，即每个数据点中的数据均有一定的波动范围。根据图6-图8可知，分别对不同的电芯进行多次测试，测试时间为0.7s时测试结果均较为稳定，因此设定时间长度可以设为0.7s。
需要说明的是，若设定时间长度确定为0.3s、0.4s时，所测电芯的电阻值均未测试完全，低于预设阈值时，耐压测试装置判为NG，即判定测试电芯为不合格电芯，耐压测试装置连续三次判为NG，则卷绕机报警，停止生产。
表1为不同参数的电芯的一次不良率和二次不良率。
方案 参数 投入数(pcs) 一次不良率(ppm) 二次不良率(％)
1 250V、180MΩ、1.0s 192403 212 10
2 250V、250MΩ、1.0s 93379 246 35
3 250V、360MΩ、1.0s 98760 182 42
4 500V、180MΩ、1.0s 66388 422 61
5 500V、250MΩ、1.0s 45306 574 100
6 500V、360MΩ、1.0s 104838 353 100
7 750V、180MΩ、1.0s 117626 731 96
8 750V、250MΩ、1.0s 115886 984 92
9 750V、360MΩ、1.0s 78044 602 93
需要注意的是，二次不良率为一次测试排出不良卷芯复测再次NG电芯的比例，示例性地，一次检测过程中，一次检测不合格的电芯即一次不良电芯为10个，复测不合格的电芯为5个，则认为本次检测中的二次不良率为50％。即二次不良率可以看作是一个误判率。
图9-图12是不同电芯的一次不良率或二次不良率。图9-图12是根据表1得到的，图9是测得的不同参数的电芯的一次不良率。图10是测得的不同参数的电芯的二次不良率。图11是不同测试电压时电芯的一次不良率。图12是不同测试电压时电芯的二次不良率。参见表1和图9-图12，可知，根据得到的一次不良率及二次不良率的数据，测试电压为500V时，排出不良电芯误判率最低，二次不良率较高。为保证电芯耐高压性能，防止电芯存在短路风险，可以将预设阈值设定为360MΩ。
示例性地，耐压测试装置使电芯正负极耳尖端放电，连续1.0s给电芯施加500V的电压，测量电芯的电流值，通过电流值计算其电阻值，若得到的电阻值高于360MΩ，如2608MΩ，则判定该电芯绝缘性能符合设定要求为合格电池，判为pass，可以继续在生产传输线上往下走，进行后续工艺；若得到的电阻值低于360MΩ，如10MΩ，则判定该电芯绝缘性能不符合设定要求为不合格电芯，判为NG，当确定电芯为不合格电池时，可以发送信号至电芯测杆固定部，将不良电芯推出。
根据上述实施例提供的电芯筛选方法对其进行耐压测试，并根据其测试结果对其进行筛选。筛选过程中，可选的，可以设置设定时间长度为0.7s，设定电压为500V，预设阈值为360MΩ。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种电芯筛选方法，其特征在于，包括：
将耐压测试装置与电芯中的正极耳和负极耳电连接；
根据所述电芯的参数，利用所述耐压测试装置向所述电芯施加设定时间长度的设定电压，并对所述电芯的电流值进行检测；
根据所述电芯的电流值，对所述电芯进行筛选。
2.根据权利要求1所述的电芯筛选方法，其特征在于，所述设定时间长度为0.5～1.0s。
3.根据权利要求1所述的电芯筛选方法，其特征在于，所述设定电压为250～750V。
4.根据权利要求1所述的电芯筛选方法，其特征在于，所述根据所述电芯的电流值，对所述电芯进行筛选，包括：
根据所述电芯的电流值，计算所述电芯的电阻值；
根据所述电芯的电阻值，对所述电芯进行筛选。
5.根据权利要求4所述的电芯筛选方法，其特征在于，所述根据所述电芯的电阻值，对所述电芯进行筛选，包括：
根据所述电芯的电阻值与预设阈值的大小关系，对所述电芯进行筛选。
6.根据权利要求5所述的电芯筛选方法，其特征在于，所述根据所述电芯的电阻值与预设阈值的大小关系，对所述电芯进行筛选，包括：
若所述电芯的电阻值小于所述预设阈值，将所述电芯剔除。
7.根据权利要求6所述的电芯筛选方法，其特征在于，所述预设阈值为180～360MΩ。
8.根据权利要求6所述的电芯筛选方法，其特征在于，所述设定长度为0.7s，所述设定电压为500V，所述预设阈值为360MΩ。
9.根据权利要求1-8任一所述的电芯筛选方法，其特征在于，所述电芯的参数包括电芯的型号和/或材质。
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