CN113447218A

CN113447218A - 一种电池泄漏检测方法、结构和***

Info

Publication number: CN113447218A
Application number: CN202111022391.3A
Authority: CN
Inventors: 王雄杰; 侯乐乐
Original assignee: Suzhou Huazhicheng Precision Work Technology Co ltd
Current assignee: Suzhou Huazhicheng Precision Work Technology Co ltd
Priority date: 2021-09-01
Filing date: 2021-09-01
Publication date: 2021-09-28
Anticipated expiration: 2041-09-01
Also published as: CN113447218B

Abstract

本申请提供了一种电池泄漏检测方法、结构和***，方法包括：将电池置于密封腔体内，密封腔体内设置有放电尖端；向密封腔体内充入惰性气体，对密封腔体抽真空，使密封腔体内保持负压状态；通过检测是否存在尖端放电产生的导通电流来判断电池是否存在泄漏。通过向密封腔体内充入惰性气体，能够在更高的气压下达到同等的尖端放电效果，相较于原有的单纯抽真空的方式，能够减少对软包电池外观的影响。

Description

一种电池泄漏检测方法、结构和***

技术领域

本发明涉及电池检测技术，尤其涉及一种电池泄漏检测方法、结构和***。

背景技术

电池在生产过程中需要进行泄漏检测。传统的检测电池泄露可通过专门的压氦腔体对电池压氦，然后通过氦检仪对电池进行泄露检测，但是这种方式无法检出软包电池表面尼龙层破损、泄漏的情况。

发明内容

申请人的在先申请专利202010710427.6提出了利用尖端放电原理检测电池泄漏的方案。在此基础上，发明人发现要实现良好的尖端放电效果，需要将电池置于30kPa左右负压环境中。而在这种程度的负压下，软包电池容易发生变形。针对该问题，本申请的目的在于提供一种电池泄漏检测方法、结构和***，以能够在保证尖端放电效果的同时，减少电池变形。

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

根据本发明的第一方面，提供了一种电池泄漏检测方法，包括：

将电池置于密封腔体内，密封腔体内设置有放电尖端；

向密封腔体内充入惰性气体，对密封腔体抽真空，使密封腔体内保持负压状态；

通过检测是否存在尖端放电产生的导通电流来判断电池是否存在泄漏。

在一实施例中，该方法中的所述向密封腔体内充入惰性气体和对密封腔体抽真空是同时进行的。

在一实施例中，该方法中的充入惰性气体的速度与抽真空的速度趋于相等，以使密封腔体内最终保持均衡负压值。

在一实施例中，该方法中的所述均衡负压值在60kPa~80kPa之间。

在一实施例中，该方法中的所述惰性气体为氦气。

根据本发明的第二方面，提供了一种电池泄漏检测结构，包括：

密封腔体，所述密封腔体内设置有放电尖端，所述密封腔体与惰性气体气源和真空发生器相连。

根据本发明的第三方面，提供了一种电池泄漏检测结构，包括：

上治具，所述上治具包括：

上凹槽，所述上凹槽开设于所述上治具的下表面；

上放电针板，所述上放电针板设置于所述上凹槽内；

下治具，所述下治具包括；

下凹槽，所述下凹槽开设于所述下治具的上表面；

下放电针板，所述下放电针板设置于所述下凹槽内；

惰性气体入口，所述惰性气体入口设置于所述下治具的上表面；

真空抽气孔，所述真空抽气孔设置于所述下治具的上表面；以及

密封圈，所述密封圈设置于所述下治具上表面。

在一实施例中，该结构的所述下治具还包括：

弹性正极连接器，设置于所述下治具的上表面，用于连接上放电针板；

弹性负极连接器，设置于所述下凹槽内，用于连接电池。

在一实施例中，该结构的所述下放电针板周围设置有绝缘限位块，所述绝缘限位块之间留设有气体流动槽。

根据本发明的第四方面，提供了一种电池泄漏检测***，包括上述任一实施例所述的电池泄漏检测结构，还包括惰性气体气源、真空发生器和测试仪器，所述电池泄漏检测结构的惰性气体入口经由第一流量阀与所述惰性气体气源连接，所述电池泄漏检测结构的真空抽气孔经由第二流量阀与所述真空发生器连接，所述上放电针板和下放电针板均与所述测试仪器的正极连接，电池与所述测试仪器的负极连接。

根据本发明的第五方面，提供了一种电池泄漏检测方法，包括：

将电池放置在下治具的下凹槽内；

将上治具和下治具相向压合，配合密封圈形成密封腔体；

从惰性气体入口向密封腔体内充入惰性气体；

从真空抽气孔对密封腔体抽真空，使密封腔体内保持负压状态；

读取上放电针板、下放电针板与电池所在的回路中的电流值；

根据电流值判断电池是否存在泄漏。

本发明实施例的有益效果是：通过向密封腔体内充入惰性气体，能够在更高的气压下达到同等的尖端放电效果，相较于原有的单纯抽真空的方式，能够减少对软包电池外观的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图1是本申请实施例中电池泄漏检测方法的流程图；

图2是本申请实施例中电池泄漏检测结构的立体结构图；

图3是图2中的下治具结构图；

图4是图3中的下放电针板结构图；

图5是图2中的上治具结构图；

图6是本申请实施例中弹性正极连接器的结构示意图；

图7是图6的剖面示意图；

图8是本申请实施例中电池泄漏检测***的连接示意图；

其中：1-上治具；11-上凹槽；12-上放电针板；13-压合定位销；2-下治具；21-下凹槽；22-下放电针板；221-绝缘限位块；222-挡板；223-气体流动槽；23-惰性气体入口；24-真空抽气孔；25-密封圈；26-弹性正极连接器；261-导电浮动头；262-弹簧；263-密封垫；264-固定座；27-弹性负极连接器；28-压合定位孔；3-惰性气体气源；4-真空发生器；5-测试仪器；6-第一流量阀；7-第二流量阀；8-电池。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。

申请人的在先申请专利202010710427.6提供了一种新的电池泄漏检测方法，该方法利用尖端放电的原理，当电池表面破损泄露时，破损位置邻近的针尖会发生尖端放电，实现电路的正负极导通，测试仪器通过电流值就可以检测出电池存在泄漏。

尖端放电的发生与环境有关，同等条件下，气压越低越容易放电。此外，负压条件也能让电池破损部位漏液，帮助实现导通。因此，申请人采用该方法检测电池泄漏时，需要抽真空到30kPa左右。但是在实施该方法的过程中，发明人发现由于气压过低，容易造成软包电池变形。

基于该问题的发现，本申请提出了一种电池泄漏检测方法，如图1所示，包括以下步骤：

S100、将电池置于密封腔体内，密封腔体内设置有放电尖端；

S200、向密封腔体内充入惰性气体，对密封腔体抽真空，使密封腔体内保持负压状态；

S300、通过检测是否存在尖端放电产生的导通电流来判断电池是否存在泄漏。

该方法的改进点在于，通过向密封腔体内充入惰性气体，并对密封腔体抽真空，使密封腔体内处于填充有惰性气体的负压状态，在该状态下，尖端放电较容易发生，且回路较容易导通。同时，充入惰性气体后要达到同等的尖端放电效果比单纯的抽真空所需的气压要高，因此不容易引起电池变形。

需要说明的是，在S200步骤中，充入惰性气体和抽真空的先后顺序没有限定。例如可以先抽真空，再充入惰性气体；也可以分别多次地抽真空和充入惰性气体，直至达到目标气压和气体浓度。

优选地，S200步骤中向密封腔体内充入惰性气体和对密封腔体抽真空是同时进行的，抽真空时会将密封腔体内的空气和一部分惰性气体一同抽出，这样虽然增加了惰性气体的消耗量，但是能够提高密封腔体内惰性气体的浓度，从而获得更好的尖端放电效果。

要使密封腔体内保持负压状态，应确保充入惰性气体的速度小于等于抽真空的速度，即进气量小于出气量。

为了最终能够达到一个均衡负压值，充入惰性气体的速度应逐渐与抽真空趋于相同，例如充入惰性气体的速度逐渐增大，或抽真空的速度逐渐减小，最终二者相等，此时密封腔体内的气压保持稳定，达到60kPa~80kPa之间的一个均衡负压值。

相较于原有方法，本方法在60kPa~80kPa左右即可达到同等的尖端放电效果，密封腔体内的负压与电池内部的压力更为接近，因此减少了电池的变形。

向密封腔体内充入的惰性气体可以为氖（Ne），氩（Ar），氪（Kr），氙（Xe）等，但从成本和效果角度可优选采用氦气（He）。

此外，在S300步骤中，检测是否存在尖端放电产生的导通电流，既可以通过电流值来检测，也可以通过电压来检测。在本实施例中为检测电流值，当电流值过高时，判断该电池为NG产品。

为了实现上述方法，本申请实施例提供了一种电池泄漏检测结构，该结构包括密封腔体，密封腔体内设置有放电尖端，密封腔体与惰性气体气源和真空发生器相连。

图2~图5所示的实施例提供了一种电池泄漏检测结构，包括上下相对设置的上治具1和下治具2，其中上治具1的下表面开设有上凹槽11，上凹槽11内设置有上放电针板12。下治具2的上表面开设有下凹槽21，下凹槽21内设置有下放电针板22。在下治具2的上表面，设置有惰性气体入口23和真空抽气孔24。此外，下治具2上表面的***还设置有密封圈25。

基于该结构的电池泄漏检测过程为：通过人工或机械臂上料等方式将电池8放置在下治具2的下凹槽21内；上治具1下降或下治具2抬升，将上治具1和下治具2相向压合，配合密封圈25形成密封腔体；此时，上放电针板12的针尖和下放电针板22的针尖均与电池8表面距离0.5mm左右；通过惰性气体入口23向密封腔体内充入惰性气体，通过真空抽气孔24抽真空，使密封腔体内保持负压状态；读取上放电针板12、下放电针板22与电池8所在回路的电流值；根据电流值判断电池8是否存在泄漏。

为了便于实现回路连接，在可能的实施例中，下治具2还包括弹性正极连接器26和弹性负极连接器27，弹性正极连接器26设置于下治具2的上表面，用于连接上放电针板12；弹性负极连接器27设置于下凹槽21内，用于连接电池8。

弹性正极连接器26和弹性负极连接器27的结构相同，弹性正极连接器26的结构如图6和图7所示，由导电浮动头261、弹簧262、密封垫263和固定座264组成。当上治具1与下治具2相向压合后，弹簧262顶住导电浮动头261，确保弹性正极连接器26的导电浮动头261始终与上放电针板12接触。同理，测试过程中弹性负极连接器27的导电浮动头始终与电池8接触。

为了固定电池8在下凹槽21内的位置，在下放电针板22周围设置有绝缘限位块221，如图3所示。绝缘限位块221高出下放电针板22，且绝缘限位块221上设置有用于限制电池8水平位置的挡板222。

优选地，可在绝缘限位块221之间留设气体流动槽223，使惰性气体能够在放电针尖之间自由流通，改善针尖放电效果。

材料方面，本实施例中的上导电针板12和下导电针板22均为铜板，放电针尖镀金。当然放电针尖也可采用其他导电性能较好的金属，例如锡、铁、铝、铜、银等。

在可能的实施例中，还可在上治具1的下表面和下治具2的上表面对应地设置压合定位销13和压合定位孔28，以使上下治具压合精度更高。

此外，本申请实施例还提供了一种电池泄漏检测***，如图8所示，包括前述任一实施例中的电池泄漏检测结构（为了清晰，图中仅示出了下治具2），还包括惰性气体气源3、真空发生器4和测试仪器5，电池泄漏检测结构的惰性气体入口经由第一流量阀6与惰性气体气源3连接，电池泄漏检测结构的真空抽气孔经由第二流量阀7与真空发生器4连接，上放电针板12和下放电针板22均与测试仪器5的正极连接，电池8与测试仪器5的负极连接。

在该***中，充入惰性气体的速度由第一流量阀6调节，抽真空的速度由第二流量阀7调节。第一流量阀6和第二流量阀7可为数控流量阀。

结合图8和图3，测试仪器5的正极连接下放电针板22，同时经由弹性正极连接器26连接上放电针板12。测试仪器5的负极经由弹性负极连接器27连接电池8。当下放电针板22或上放电针板12上任意针尖发生尖端放电时，回路导通，从而测试仪器5能够检测出电流变化。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

以上所述仅为本申请的较佳实例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims

1.一种电池泄漏检测方法，其特征在于，包括：

将电池置于密封腔体内，密封腔体内设置有放电尖端；

2.根据权利要求1所述的电池泄漏检测方法，其特征在于：所述向密封腔体内充入惰性气体和对密封腔体抽真空是同时进行的。

3.根据权利要求2所述的电池泄漏检测方法，其特征在于：充入惰性气体的速度与抽真空的速度趋于相等，以使密封腔体内最终保持均衡负压值。

4.根据权利要求3所述的电池泄漏检测方法，其特征在于：所述均衡负压值在60kPa~80kPa之间。

5.根据权利要求1所述的电池泄漏检测方法，其特征在于：所述惰性气体为氦气。

6.一种电池泄漏检测结构，其特征在于，包括：

7.一种电池泄漏检测结构，其特征在于，包括：