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电池气密性检测技能研讨

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一、锂离子电池气密性检测办法介绍

各行各业中产品的走漏题目危害宏大,在锂离子电池行业,产品密封不良会招致电池功能严峻降落、电解液渗漏、电池鼓胀乃至爆炸等严峻结果,致使产品信誉严峻受损,当今社会越来越器重产品的宁静性,因而,锂离子电池密封性的优劣至关紧张。

市场上的锂离子电池依据壳体的差别,次要分为塑料壳体锂离子电池、金属壳体锂离子电池和铝塑膜软包装锂离子电池三种,后期锂离子电池行业多接纳正压气泡检漏法,该种检测办法容易招致电池壳体产生难以规复的形变,尤其关于金属壳体和铝塑膜软包装锂离子并不实用,再加上检测服从和正确率低下,因而尽快探寻一种符合的检漏办法火烧眉毛[huǒ shāo méi máo]。

以后锂离子电池行业接纳的检漏方法次要有以下几种:水检目视检漏、氦质谱检漏、直压检漏、流量检漏、差压检漏等。由于气体之间的作用力以排挤力为主,从走漏机理下去讲,气密性检漏技能是完全可行的[1],市场上检漏设置装备摆设总体分为三类:正压检漏仪、负压检漏仪和氦质谱检漏仪。氦质谱检漏仪精度,在密封性要求严厉的产品使用甚广,但对检测管路的密封性和工装夹具也要求极高,必要频仍维护,其高额的检测本钱也让许多行业望而生畏[wàng ér shēng wèi],因而,必要经过重复理论寻觅一种经济可行的检测方法,并确保检测结果能完全满意消费必要。

二、气密性检测技能概述

想要取得无效的检漏办法要理解走漏发生的缘故原由。走漏是由产品本身存在漏孔招致的,分为物理漏孔和分子漏孔两大类,物理漏孔指裂纹或气泡,分子漏孔指由于分子间存在间隙所形成的走漏,比方使用氦气对石英玻璃的微穿透作用可做成氦质谱检漏仪用的尺度漏孔。依据漏孔的品种,走漏可以分为以下两种:一种是由于工件壳体有贯串的裂纹或巨大的孔,流体在容器表里压力差的作用下,向外走漏,此种走漏是少数产品的次要走漏源;一种是由于被测工件有较多不贯串的裂纹和睦泡,同时质料的寄存气功能差,形成检漏时抽不到要求的低真空度或加压后压力降落过快、水检时无气泡等。锂离子电池外部电芯即可判断产品密封功能能否达标。

图1 气密检测仪布局表示图

此中,1为气源;2为减压阀;3为测试压力传感器;4为加压排气阀;5为均衡阀;6为差压传感器;7为球阀;8为基准物;9为被测物;10为球阀;11为容积校正器;12为均衡阀。

详细检测历程共分4个阶段:抽气阶段,均衡阶段,测试阶段和泄压阶段,如图2所示。

图2 测试历程图示

1、抽气阶段。阀门4、5、12同时翻开,真空源接入,对被测物、基准物、气路抽真空,直至到达设定压力。

2、均衡阶段。阀门4封闭,堵截真空源,阀门5和12坚持翻开形态。此阶段的工夫设定至关紧张,要包管该阶段完毕时被测物和基准物内的压力是相称的。

3、测试阶段。阀门4、5、12同时封闭,到达设定工夫后,盘算机依据被测物和基准物的压差,主动判断后果。

4、泄压阶段。阀门4、5、12同时翻开,被测物和基准物与大气雷同,到达设定工夫后即完成整个检测历程,将工件卸下即可。

三、负压气密检漏技能在锂电行业中的使用

现在,市场上锂电行业接纳的检漏方法有许多种,此中负压气密检漏技能检测后被检产品壳体有形变、对检测气路密封功能要求低、维护复杂、技能是由多达上百层的正负极片叠放在一同组成的,布局致密,因而检漏时第二种走漏所发生的走漏量也必需器重。检漏时,这两种走漏所发生的走漏量之和能否满意尺度即为气密性检漏后果。

影响走漏的要素许多,包罗压力、温度、打击振动、化学腐化和脏堵等等。此中,检测压力、漏率、内容积和节奏称为检漏四要素。检测压力是指被测物所接受的差力压。检测压力和走漏量的干系用公式(1)表现:

(1)此中,Q表现漏率,单元ml/min;VW表现内容积,单元ml;ΔP表现检测压力,单元Pa;t表现检测工夫,单元s。

此中温度对差压的影响较大,可用公式(2)[2]表现:

(2)此中,ΔPt表现差压,单元Pa;t表现室温,单元℃;Δt表现内温变革,单元℃;P表现检测压力,单元kPa。

依据履历,通常状况下温度T上升10℃,走漏量增长3~5%,但从公式可以看出,关于负压检漏方法,温度对差压的影响绝对要小的多。

“压力弱减法”是如今天下上的测漏仪广泛接纳的测试办法,以差压传感器为感到元件检测被测物和基准物之间压力差来确定被测物能否存在走漏和漏率巨细的仪器或安装叫差压式气密检漏仪。按测试压力分为正压检漏设置装备摆设和负压检漏设置装备摆设,负压检漏又包罗三种测试方法,即搜集式、压降式和差压式,此中差压式使用。

负压差压式气密性检漏仪次要由盘算机丈量表现体系、压力传感器、均衡阀、球阀、真空源、比拟容器、通讯接口和睦路模块等次要部件构成。下图1为布局表示图。检测时必需选择密封性好且测漏时有形变产生的物体作为基准物,经过外接紧缩机或真空泵向被测物和基准物同时冲正压或抽负压,到达设定压强后[3]关气绝源的气路阀门,被测物和基准物气压差会随着工夫产生变革,坚持一段工夫后检测气压降落值成熟、精度高,是锂电行业的选择。

消费理论发明,负压气密检漏仪在利用中必要从气路密封功能波动性、真空源波动性、配套夹具易操纵性、检测仪检测参数的设定等方面举行重点思索。

检测历程中,密封嘴和各气路接口处的密封情况[4]会对检测后果发生极大影响,假如检测设置装备摆设本身密封结果就很差,检漏后果将毫无参考意义,同时配套工装的加工精度也会影响到检漏体系的气密性优劣,检漏仪要求有公用的配套检漏工装。实行发明,气源不波动会招致数据反复性较差,差别压强下漏孔形变差别,检测出的被测品走漏量也差别,发起在气源输入端增长稳压阀,在检测设置装备摆设气路入口端增长储气罐;别的,检测仪参数设置关于检测后果影响宏大,各阶段工夫参数差别,走漏量、检测后果的牢靠性、检测服从等都市响应改动,设置时必要综合思索各种要素,举行少量实行举行参数优化,以到达最佳检测结果。在气密性检测中,走漏判断尺度是履历值,将间接影响检测后果的牢靠性,在实践消费中必要积聚少量数据以判断尺度。

消费理论证明接纳真空差压式气密检漏仪取代锂电池行业常用的水检目视判断的办法,电池壳体不会发生形变,外表不会锈蚀,且能进步消费服从,检测正确率高,使用利便,真空差压式气密检漏仪在锂电池行业具有的利用代价。

电池壳体的密封性间接决议了电池的宁静功能,密封不良的电池会产生电解液渗漏和电池功能降落等题目,在湿润情况下利用的电池假如密封不良,外界湿润气体容易进入电池外部,形成极片水分超标进而引发壳体鼓胀,严峻时乃至产生爆炸。以后可供选择的检漏方法多种多样,利用前肯定要充实举行实际剖析和消费验证,综合思索产品的表面、材质和布局特征,确保选择一种完全满意消费必要且经济可行的检漏办法。

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