一种锂离子电池封装可靠性的无损伤测试方法
【专利摘要】本申请公开了一种锂离子电池封装可靠性的无损伤测试方法，包括：将封装后的锂离子电池放置预设时间；检测所述锂离子电池释放的氟化氢的浓度；挑出检测到释放氟化氢的锂离子电池，判断为封装可靠性不合格；将不释放氟化氢的锂离子电池判断为封装可靠性合格。本申请提供的上述锂离子电池封装可靠性的无损伤测试方法，能够对电池进行全检，确保整个批次电池的可靠性，降低品质风险，而且不会造成电池损伤。
【专利说明】
一种锂离子电池封装可靠性的无损伤测试方法
技术领域
[0001]本发明属于能源储存技术领域，特别是涉及一种锂离子电池封装可靠性的无损伤测试方法。
【背景技术】
[0002]消费电子产品的电源通常采用具有钢壳或铝壳的锂离子电池，但由于近几年消费电子产品的升级以及更新周期的变短，项目周期由2?5年缩短到I年甚至几个月，因此常规的钢壳和铝壳电池已经无法适应这种的电池尺寸的快速变更，而聚合锂离子电池或软包锂离子电池正好可以根据项目变化，灵活且快速的做出反应，随时为客户进行定制化产品的制作，同时聚合物锂离子电池和软包锂离子电池也具备有更高的安全性能，由此带来了消费电子产品电源类型的变化，由钢壳、铝壳逐渐调整到聚合物锂离子电池或软包锂离子电池。
[0003]聚合物锂离子电池或软包锂离子电池的外包装是一层0.06毫米至0.2毫米的铝塑复合包装膜，通过热封将正极、负极和隔膜卷绕而成的卷芯封装至聚合物包装膜内，注入电解液，在真空状态下，三面边缘加压热封，封边宽度，0.5-10mm，并且保持真空。聚合物锂离子电池或软包锂离子电池的封装可靠性直接决定了产品的品质，一旦电池漏液，电池性能会迅速衰减，同时由于锂离子电池的电解液中含有氟离子，遇水会形成氢氟酸，虽然量很少，但仍会对电子产品造成很大伤害。
[0004]为了确保封装可靠性，厂家一般在电池各个边封装时严格控制封装的参数，通过测量电池封边处的厚度，解剖电池观察封装热熔情况来检验电池的封装可靠性，具体的，厂家为了及时了解封装可靠性，必须在不同的时间段按照一定比例在制作完成的电池中抽取一定数量的电池进行解剖，观察封装是否良好，造成很大的浪费，或采用在35_50°C高温和室温下长时间的老化，这些方法可以在一定程度上监控批次生产情况，筛选出批次并进行补救，但实际上还有少量的不良品流出，造成终端产品不工作，漏液腐蚀和电池爆炸等安全性事故。
【发明内容】
[0005]为解决上述问题，本发明提供了一种锂离子电池封装可靠性的无损伤测试方法，能够对电池进行全检，确保整个批次电池的可靠性，降低品质风险，而且不会造成电池损伤。
[0006]本发明提供的一种锂离子电池封装可靠性的无损伤测试方法，包括:
[0007]将封装后的锂离子电池放置预设时间；
[0008]检测所述锂离子电池释放的氟化氢的浓度；
[0009]挑出检测到释放氟化氢的锂离子电池，判断为封装可靠性不合格；
[0010]将不释放氟化氢的锂离子电池判断为封装可靠性合格。
[0011]优选的，在上述锂离子电池封装可靠性的无损伤测试方法中，所述检测所述锂离子电池释放的氟化氢的浓度包括:
[0012]将所述锂离子电池放置于真空设备中，在预设真空度下，将抽出的气体进行氟化氢的浓度检测。
[0013]优选的，在上述锂离子电池封装可靠性的无损伤测试方法中，所述检测所述锂离子电池释放的氟化氢的浓度包括:
[0014]利用氟化氢传感器在所述锂离子电池的三个侧边的位置检测氟化氢的浓度。
[0015]优选的，在上述锂离子电池封装可靠性的无损伤测试方法中，所述利用氟化氢传感器在所述锂离子电池的三个侧边的位置检测氟化氢的浓度为:
[0016]利用氟化氢传感器对所述锂离子电池的三个侧边进行速度不大于100mm/S的扫描。
[0017]优选的，在上述锂离子电池封装可靠性的无损伤测试方法中，所述利用氟化氢传感器在所述锂离子电池的三个侧边的位置检测氟化氢的浓度为:
[0018]利用氟化氢传感器在所述锂离子电池的侧边停留5秒以内的时间。
[0019]优选的，在上述锂离子电池封装可靠性的无损伤测试方法中，所述将封装后的锂离子电池放置预设时间为:
[0020]将封装后的所述锂离子电池在真空空间内放置0.5分钟至10分钟。
[0021]优选的，在上述锂离子电池封装可靠性的无损伤测试方法中，所述挑出检测到释放氟化氢的锂离子电池，判断为封装可靠性不合格之后，还包括:
[0022]分辨所述封装可靠性不合格的锂离子电池为封装不良或封装破损，并将封装不良的锂离子电池进行补封装，将封装破损的锂离子电池进行报废处理。
[0023]通过上述描述可知，本发明提供的锂离子电池封装可靠性的无损伤测试方法，由于先将封装后的锂离子电池放置预设时间，然后检测所述锂离子电池释放的氟化氢的浓度，再挑出检测到释放氟化氢的锂离子电池，判断为封装可靠性不合格，并将不释放氟化氢的锂离子电池判断为封装可靠性合格，这种方法不需要拆卸电池，就能够对电池进行全检，因此能够确保整个批次电池的可靠性，降低品质风险，而且不会造成电池损伤。
【附图说明】
[0024]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0025]图1为本申请实施例提供的第一种锂离子电池封装可靠性的无损伤测试方法的示意图；
[0026]图2为本申请实施例提供的第二种锂离子电池封装可靠性的无损伤测试方法的示意图；
[0027]图3为本申请实施例提供的第三种锂离子电池封装可靠性的无损伤测试方法的示意图；
[0028]图4为本申请实施例提供的第四种锂离子电池封装可靠性的无损伤测试方法的示意图。
【具体实施方式】
[0029]本发明的核心思想在于提供一种锂离子电池封装可靠性的无损伤测试方法，能够对电池进行全检，确保整个批次电池的可靠性，降低品质风险，而且不会造成电池损伤。
[0030]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0031]本申请实施例提供的第一种锂离子电池封装可靠性的无损伤测试方法如图1所示，图1为本申请实施例提供的第一种锂离子电池封装可靠性的无损伤测试方法的示意图。该方法包括如下步骤:
[0032]S1:将封装后的锂离子电池放置预设时间；
[0033]在该步骤中，可以将封装后的锂离子电池在真空环境下放置，其目的是加速老化，将电池的外包装不良或潜在的不良尽快反映出来，真空度可以选择为_20KPa至-95KPa，根据电池的尺寸大小来决定真空放置的时间。
[0034]S2:检测所述锂离子电池释放的氟化氢的浓度；
[0035]锂离子电池中的氟离子溢出原理如下:
[0036]对于当前的聚合物锂离子电池或软包锂离子电池，其电解液中的盐仍使用LiPF6,LiPF6很容易分解，遇微量水分极容易发生副反应:
[0037]LiPFe^LiF+PFs；
[0038]PF5+H2O^POF3+2HF；
[0039 ] P0F3+H20^P02F+2HF ；
[0040] P02F+H20^H3P04+2HF；
[0041 ]新产生的HF是一种强酸性气体，会对电池内部结构造成破坏，这就进一步加剧HF的增加。如果两个聚丙烯熔胶层不良的话，空气中的水分子进入到电池里，电解质会分解产生氟化氢，扩散到电池外，另外，电池的聚合物包装膜破裂也会导致氟化氢产生，扩散到电池外。
[0042]基于上述原理，该步骤就通过检测氟化氢的浓度的方式来判断电池的封装是否合格，浓度的检测并不仅限于真空抽气测量法和利用传感器检测的方法这两种。
[0043]S3:挑出检测到释放氟化氢的锂离子电池，判断为封装可靠性不合格；
[0044]基于上述原理，如果某个锂离子电池检测出了氟化氢，则说明封装不可靠，导致了氟化氢泄漏出来，这就需要做进一步的报废或维修工作，利用这种方法，能够对全部的电池进行检测，不会有漏检。
[0045]S4:将不释放氟化氢的锂离子电池判断为封装可靠性合格。
[0046]同样的道理，如果某个锂离子电池没有释放氟化氢，说明没有泄漏，证明封装可靠性合格，可以正常出厂。
[0047]通过上述描述可知，本发明提供的锂离子电池封装可靠性的无损伤测试方法，由于先将封装后的锂离子电池放置预设时间，然后检测所述锂离子电池释放的氟化氢的浓度，再挑出检测到释放氟化氢的锂离子电池，判断为封装可靠性不合格，并将不释放氟化氢的锂离子电池判断为封装可靠性合格，这种方法不需要拆卸电池，就能够对电池进行全检，因此能够确保整个批次电池的可靠性，降低品质风险，而且不会造成电池损伤。
[0048]本申请实施例提供的第二种锂离子电池封装可靠性的无损伤测试方法如图2所示，图2为本申请实施例提供的第二种锂离子电池封装可靠性的无损伤测试方法的示意图，该方法包括如下步骤:
[0049]Al:将封装后的锂离子电池放置预设时间；
[0050]A2:将所述锂离子电池放置于真空设备中，在预设真空度下，将抽出的气体进行氟化氢的浓度检测；
[0051]该步骤是上述第一种方法中步骤S2的一个具体步骤，在真空度恒定的状态下，将抽真空抽出的气体经氟化氢传感器检测，得到氟化氢的浓度，再通过氟化氢的浓度来判断电池封装的可靠性等级，确定电池是否封装良好、电池是否需要补封、电池是否需要报废等等。利用抽真空的方式能够将氟化氢气体集中起来，达到能够检测到的程度，而且这种方式能够提尚检测的效率。
[0052]A3:挑出检测到释放氟化氢的锂离子电池，判断为封装可靠性不合格；
[0053]A4:将不释放氟化氢的锂离子电池判断为封装可靠性合格。
[0054]具体的，可以采用“二分法”来确定封装不合格的锂离子电池，如果某一批锂离子电池用抽真空方式检测出氟化氢，此时并不了解具体是哪个电池封装不合格，那么就需要作出进一步的操作，从真空设备中取出该批电池，并将其分成数量相等的两部分，然后分别抽真空检验这两部分电池，再将其中检验出氟化氢的一部分继续二等分检测，直到最终确定出封装不合格的具体某个或某些电池，这样就能够减少工作量，以较快的速度找出封装不合格的电池。
[0055]本申请实施例提供的第三种锂离子电池封装可靠性的无损伤测试方法如图3所示，图3为本申请实施例提供的第三种锂离子电池封装可靠性的无损伤测试方法的示意图，该方法包括如下步骤:
[0056]B1:将封装后的锂离子电池放置预设时间；
[0057]B2:利用氟化氢传感器在所述锂离子电池的三个侧边的位置检测氟化氢的浓度；
[0058]该步骤也是上述第一种方法中步骤S2的一个具体步骤，可以将一批电池放置于氟化氢检测流水线上，氟化氢传感器通过对电池的边缘部位进行扫描，检测氟化氢的浓度，整个过程以自动化方式完成，效率高。
[0059]B3:挑出检测到释放氟化氢的锂离子电池，判断为封装可靠性不合格；
[0060]B4:将不释放氟化氢的锂离子电池判断为封装可靠性合格。
[0061]本申请实施例提供的第四种锂离子电池封装可靠性的无损伤测试方法如图4所示，图4为本申请实施例提供的第四种锂离子电池封装可靠性的无损伤测试方法的示意图，该方法包括如下步骤:
[0062]Cl:将封装后的锂离子电池放置预设时间；
[0063]C2:将所述锂离子电池放置于真空设备中，在预设真空度下，将抽出的气体进行氟化氢的浓度检测；
[0064]C3:利用氟化氢传感器在所述锂离子电池的三个侧边的位置检测氟化氢的浓度；
[0065]C4:挑出检测到释放氟化氢的锂离子电池，判断为封装可靠性不合格；
[0066]C5:将不释放氟化氢的锂离子电池判断为封装可靠性合格。
[0067]可见，上述第四种方法是先利用抽真空的方式找出封装不合格的电池所在的组，然后利用传感器来进一步确定存在封装不合格问题的电池，这种结合的方式可以提高电池检测的灵活性，同样能够快速确定存在封装问题的电池。
[0068]本申请实施例提供的第五种锂离子电池封装可靠性的无损伤测试方法，是在上述第三种或第四种方法的基础上，还包括如下技术特征:
[0069]所述利用氟化氢传感器在所述锂离子电池的三个侧边的位置检测氟化氢的浓度为:
[0070]利用氟化氢传感器对所述锂离子电池的三个侧边进行速度不大于100mm/S的扫描。
[0071]具体的，在每只电池的上方0-10mm，以0-100mm/s移动，可以按电池的平面尺寸增加氟化氢传感器的数量和位置。
[0072]本申请实施例提供的第六种锂离子电池封装可靠性的无损伤测试方法，是在上述第三种或第四种方法的基础上，还包括如下技术特征:
[0073]所述利用氟化氢传感器在所述锂离子电池的三个侧边的位置检测氟化氢的浓度为:
[0074]利用氟化氢传感器在所述锂离子电池的侧边停留5秒以内的时间。
[0075]具体的，在每只电池的上方O-1Omm的侧边处，停留5秒，可以按电池的平面尺寸增加氟化氢传感器的数量和位置。
[0076]本申请实施例提供的第七种锂离子电池封装可靠性的无损伤测试方法，是在上述第一种至第六中方法中任一种方法的基础上，还包括如下技术特征:
[0077]所述将封装后的锂离子电池放置预设时间为:
[0078]将封装后的所述锂离子电池在真空空间内放置0.5分钟至10分钟。在这种真空环境下，能够将包装中的问题尽快显示出来，提高检测的工作效率。
[0079]本申请实施例提供的第八种锂离子电池封装可靠性的无损伤测试方法，是在上述第一种至第六中方法中任一种方法的基础上，还包括如下技术特征:
[0080]所述挑出检测到释放氟化氢的锂离子电池，判断为封装可靠性不合格之后，还包括:
[0081]分辨所述封装可靠性不合格的锂离子电池为封装不良或封装破损，并将封装不良的锂离子电池进行补封装，将封装破损的锂离子电池进行报废处理。
[0082]具体的，检测到氟化氢浓度越大电池的漏液风险越大，这种检查方法能快速达到全检效果。上述各个检测方法中采用氟化氢电化学传感器，能检测到O-1OOppm的氟化氢的浓度，所述锂离子电池包括聚合锂离子电池或软包锂离子电池。
[0083]上述各种方法均不需要拆卸电池，能够对电池进行全检，因此能够确保整个批次电池的可靠性，降低品质风险，而且不会造成电池损伤。
[0084]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种锂离子电池封装可靠性的无损伤测试方法，其特征在于，包括: 将封装后的锂离子电池放置预设时间； 检测所述锂离子电池释放的氟化氢的浓度； 挑出检测到释放氟化氢的锂离子电池，判断为封装可靠性不合格； 将不释放氟化氢的锂离子电池判断为封装可靠性合格。2.根据权利要求1所述的锂离子电池封装可靠性的无损伤测试方法，其特征在于，所述检测所述锂离子电池释放的氟化氢的浓度包括: 将所述锂离子电池放置于真空设备中，在预设真空度下，将抽出的气体进行氟化氢的浓度检测。3.根据权利要求1-2任一项所述的锂离子电池封装可靠性的无损伤测试方法，其特征在于，所述检测所述锂离子电池释放的氟化氢的浓度包括: 利用氟化氢传感器在所述锂离子电池的三个侧边的位置检测氟化氢的浓度。4.根据权利要求3所述的锂离子电池封装可靠性的无损伤测试方法，其特征在于，所述利用氟化氢传感器在所述锂离子电池的三个侧边的位置检测氟化氢的浓度为: 利用氟化氢传感器对所述锂离子电池的三个侧边进行速度不大于lOOmm/s的扫描。5.根据权利要求3所述的锂离子电池封装可靠性的无损伤测试方法，其特征在于，所述利用氟化氢传感器在所述锂离子电池的三个侧边的位置检测氟化氢的浓度为: 利用氟化氢传感器在所述锂离子电池的侧边停留5秒以内的时间。6.根据权利要求1-5任一项所述的锂离子电池封装可靠性的无损伤测试方法，其特征在于，所述将封装后的锂离子电池放置预设时间为: 将封装后的所述锂离子电池在真空空间内放置0.5分钟至10分钟。7.根据权利要求1-5任一项所述的锂离子电池封装可靠性的无损伤测试方法，其特征在于，所述挑出检测到释放氟化氢的锂离子电池，判断为封装可靠性不合格之后，还包括: 分辨所述封装可靠性不合格的锂离子电池为封装不良或封装破损，并将封装不良的锂离子电池进行补封装，将封装破损的锂离子电池进行报废处理。
【文档编号】G01M3/20GK105932340SQ201610392069
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月2日
【发明人】郭也平, 郑长明, 浦坚
【申请人】杭州金色能源科技有限公司