一种锂电池气密性检测系统及检测方法与流程

本发明涉及锂电池，具体为一种锂电池气密性检测系统及检测方法。

背景技术：

1、锂离子电芯在组装过程中，通常是通过连接片与电芯极耳连接，然后将连接片与顶盖极柱通过激光焊接在一起，其次进行电芯入壳合盖，再将顶盖与壳体进行激光焊，最后流转至后续工序进行烘烤、注液、化成等；在此过程，第一，供应商来料的顶盖是否存在出货漏检，出现顶盖自身的密封性差；第二，在连接片顶盖极柱焊接时瞬间产生高温，如果焊接参数异常产生温度过高对极柱内密封圈熔融，导致极柱漏气密封性差；第三，在顶盖与壳体激光焊时，难以避免会产生一定比例的焊接炸点、气孔，导致密封性差；以上任一密封性不够都会导致漏液，造成制程报废以及装车安全风险等；因此，必须在电池组装后对有气密性问题的电池及时发现、及时拦截，防止流转至后续工序。

2、目前现有技术中有关于电池包的气密性检测系统，如公布号为cn117091772 a的现有文件，其公开了一种气密性检测方法，用于电池包，气密性检测方法包括将电池包放入密封箱内部，对电池包的内部和密封箱的内部抽真空，使电池包的内部压力和密封箱的内部压力以一致的速率达到目标压力值；对电池包的内部注入气体，使电池包的内部压力达到额定压力值；利用检漏设备对密封箱内的气体进行检测分析，以确定电池包的漏率。虽然使电池包的内部压力和密封箱的内部压力以一致的速率达到目标压力值，可降低在对电池包的内部和密封箱的内部抽真空的过程中，由于电池包的内外压差过大导致电池包产生不可逆变形进而密封失效的风险，但是使电池包的内部压力和密封箱的内部压力以一致的速率达到目标压力值使各阶段检测漏率的工艺过于复杂，且检测精度降低，此外，该系统针对的为电池包气密性检测，电池包内设置有多个电池，检测出电池包存在问题，无法精确到是哪个电池出现的问题，而且该系统对检测出有问题的电池包也无后续复检操作，存在误判的可能性。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于如何精确、高效的对各电池进行气密性检测。

2、本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

3、一种锂电池气密性检测系统，包括气密性检测装置、气体检测装置(3)、腔体抽真空装置(4)、电池抽真空装置(5)、第一供气体管路(6)；所述气密性检测装置能够与腔体抽真空装置(4)配合对其内的腔体进行抽真空，能够与电池抽真空装置(5)配合对其腔体内的电池进行抽真空，所述腔体内的压力和所述电池内的压力能够分别被测量；所述第一供气体管路(6)能够对气密性检测装置腔体内的电池进行注氦，所述气体检测装置(3)能够对气密性检测装置的腔体进行氦检。

4、有益效果：通过气密性检测装置的设置，能够精确、高效的对各电池进行气密性检测。

5、进一步的，还包括第二供气体管路(7)，所述第二供气体管路(7)能够对腔体进行清洗后进行电池复测。

6、有益效果：通过第二供气体管路的设置，能够对腔体进行清洗后进行电池复测，复测能够防止误判，提高氦检精确性。

7、进一步的，所述气密性检测装置包括多个第一气密性检测装置(1)；每个所述第一气密性检测装置(1)的第一基体(11)内部均开设有多个彼此独立的腔体，各所述腔体上均设置有带阀门的腔体多通管道，各所述腔体内的电池上均设置有带阀门的电池多通管道。

8、有益效果：通过多个第一气密性检测装置的设置，电池复测全过程自动化，无需人员干涉，电池无需脱离腔体。

9、进一步的，所述气体检测装置(3)与腔体多通管道之间设置有第一检漏阀(12)，所述腔体抽真空装置(4)与腔体多通管道之间设置有第一腔体真空阀(13)，所述腔体多通管道上设置有第一放气阀(14)，所述各腔体与第二供气体管路(7)之间分别设置有各清洗阀，所述腔体多通管道、电池多通管道的多通路上均设置有压力表，所述电池抽真空装置(5)与电池多通管道之间设置有第一电池抽气阀(18)，所述第一供气体管路(6)与电池多通管道之间设置有第一电池注氦阀(17)。

10、进一步的，所述电池与腔体之间存在单边间隙1～2mm。

11、有益效果：通过电池与腔体之间存在单边间隙1～2mm的设置，用于束缚电池在压力差下的膨胀，保证电池在压力差下变形小。

12、进一步的，所述气密性检测装置包括第一气密性检测装置(1)、第二气密性检测装置(2)，所述第一气密性检测装置(1)设置有一个，所述第二气密性检测装置(2)设置有多个，每个所述第二气密性检测装置(2)的第二基体(21)内部开设有多个连通的腔体，所述第二基体(21)上设有第三顶盖，第三顶盖上设有腔体抽真空孔、腔体进气孔及多个注氦嘴。

13、有益效果：通过第一气密性检测装置和第二气密性检测装置的设置，第二气密性检测装置能够同时对多个电池进行检漏，其中电池氦检初步不合格的电池进入缓存工位，待进入第一气密性检测装置进行复测，使得气密性检测装置的设备成本低、管路安装简便、检测效率高；第一气密性检测装置在无复测电池时，也是正常当检测装置用。

14、进一步的，所述气体检测装置(3)通过管道连通第二检漏阀(22)的一端，所述第二检漏阀(22)的另一端通过腔体多路管道连通在第三顶盖的腔体抽真空孔上，所述腔体多路管道上连通固定有第二放气阀(24)，所述腔体多路管道上通过第二腔体真空阀(23)连通固定在腔体抽真空装置(4)上；所述电池抽真空装置(5)通过管道连通第二电池抽气阀(28)的一端，所述第二电池抽气阀(28)的另一端通过电池多路管道分别连通在多个注氦嘴上，所述电池多路管道通过第二电池注氦阀(27)连通固定在第一供气体管路(6)上，所述腔体多路管道、电池多路管道上均设置有压力表；所述第二供气体管路(7)通过第三清洗阀(25)连通固定在第三顶盖的腔体进气孔上。

15、进一步的，所述气体检测装置(3)包括氦质谱仪(31)、氦检总阀(32)，所述氦质谱仪(31)通过管道固定在气密性检测装置上，所述管道上固定有氦检总阀(32)。

16、进一步的，所述腔体抽真空装置(4)包括腔体真空泵(41)、总阀(42)，所述腔体真空泵(41)通过总阀(42)连通固定在气密性检测装置上。

17、进一步的，所述电池抽真空装置(5)包括电池真空泵(51)、氦气回收装置，所述电池真空泵(51)通过管道固定在气密性检测装置上，所述电池真空泵(51)的自由端连通固定有氦气回收装置。

18、有益效果：通过氦气回收装置的设置，氦气能够进入氦气回收装置进行重复利用。

19、进一步的，所述第一供气体管路(6)为供氦气管路，所述第二供气体管路(7)为供氮气管路。

20、本发明还公开了一种使用上述任一技术方案所述的锂电池气密性检测系统的检测方法，包括以下步骤：

21、s1电池测大漏；将多只电池分别放入气密性检测装置内的各腔体中，记录此时电池内部的压力为a；通过腔体抽真空装置(4)开始抽各腔体真空度至绝对真空后关闭，保压一段时间，同时记录此时电池内部的压力为b；保压一段时间后，比较a与b数值判定电池是否有大漏；

22、s2电池抽真空；通过电池抽真空装置(5)将气密性检测装置各腔体内的电池抽真空，通过抽真空的时间判定电池连接处是有漏；

23、s3电池注氦；通过第一供气体管路(6)给气密性检测装置各腔体内的电池提供氦气，改变电池真空度，通过所用时间判定电池连接处是否有漏；

24、s4电池氦检；通过气体检测装置(3)对腔体进行氦检，通过气体检测装置(3)检测的泄露率，判定腔体内是否有氦气，没有氦气则判定电池合格，进入s5；

25、s5电池回氦；通过电池抽真空装置(5)对电池抽真空；

26、s6对腔体和电池破真空取出电池；通过第二供气体管路(7)对各腔体充氮气至大气压，各腔体完成破真空；通过打开电池抽真空装置(5)对电池破真空；腔体和电池破真空完成后，打开气密性检测装置的腔体取出电池。

27、进一步的，在s4中电池初次判定不良时对电池进行复测；

28、s7清除电池及腔体氦气进行复测；通过电池抽真空装置(5)对电池抽真空；通过第二供气体管路(7)朝各腔体内注入氮气至大气压，再通过腔体抽真空装置(4)进行各腔体抽真空至绝对真空，通过气体检测装置(3)检测的泄露率，判定电池腔体是否清洗干净；电池和腔体内均没有氦气后，重复s3、s4对电池进行复测。

29、有益效果：通过清除电池及腔体氦气后进行复测的设置，能够防止误判的产生，提高氦检的精确性。

30、进一步的，

31、s1中若抽腔体真空至绝对压力时间≤预定时间，且保压一段时间后，a-b≤预定数值，则判定电池无大漏，否则判定电池有大漏，流转到电池大漏通道；

32、s2中将气密性检测装置各腔体内的电池抽真空至-70～-90kpa，若此过程抽真空时间≤预定时间，判定电池连接处无漏，否则判定为抽电池真空失败，相应的电池等待流转至电池抽真空不良通道；

33、s3中电池真空度从-70～-90kpa注到-25kpa～-10kpa，用时≤预定时间判定电池连接处无漏，否则判定为电池注氦不良，相应的电池等待流转至电池注氦不良通道；

34、s4中泄露率≤预定数值时，腔体内没有氦气；

35、s5中对电池抽真空至-70～-90kpa；

36、s7中对电池抽真空至-70～-90kpa；泄露率≤预定数值时，判定电池腔体清洗干净，无氦气残留。

37、本发明的优点在于：

38、本发明通通过气密性检测装置的设置，能够精确、高效的对各电池进行气密性检测。

39、本发明通过第二供气体管路的设置，能够对腔体进行清洗后进行电池复测，复测能够防止误判，提高氦检精确性。

40、本发明通过多个第一气密性检测装置的设置，电池复测全过程自动化，无需人员干涉，电池无需脱离腔体。

41、本发明通过电池与腔体之间存在单边间隙1～2mm的设置，用于束缚电池在压力差下的膨胀，保证电池在压力差下变形小。

42、本发明通过第一气密性检测装置和第二气密性检测装置的设置，第二气密性检测装置能够同时对多个电池进行检漏，其中电池氦检初步不合格的电池进入缓存工位，待进入第一气密性检测装置进行复测，使得气密性检测装置的设备成本低、管路安装简便、检测效率高；第一气密性检测装置在无复测电池时，也是正常当检测装置用。

43、本发明通过氦气回收装置的设置，氦气能够进入氦气回收装置进行重复利用。

44、本发明通过清除电池及腔体氦气后进行复测的设置，能够防止误判的产生，提高氦检的精确性。