聚合物锂离子电池漏液检测方法的研究

大家好，小科来为大家解答以上问题。聚合物锂离子电池漏液检测方法的研究这个很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

1、随着聚合物电池技术的发展和客户要求的不断提高，漏液已经成为聚合物电池质量控制的难点和产品质量核心竞争力的载体。如何防止漏液电池的发生，并尽可能防止漏液电池流出到客户端，已经成为电池制造商之间竞争的一个重要方面。

2、然而，目前还没有有效的方法来检测聚合物电池的泄漏。开发一种确定电池是否漏液的方法具有实际意义。

3、“锂电池”是以锂金属或锂合金为负极材料，采用非水电解液的电池。

4、1912年，吉尔伯特n刘易斯首次提出并研究了锂金属电池。

5、70年代，M. S. Whittingham提出并开始研究锂离子电池。

6、由于金属锂的化学特性非常活泼，金属锂的加工、储存和使用对环境的要求非常高。

7、所以锂电池已经很久没用了。

8、随着科技的发展，锂电池已经成为主流。

9、锂电池大致可以分为两类：锂金属电池和锂离子电池。

10、锂离子电池不含金属锂，可以充电。

11、充电电池的第五代产品——金属锂电池诞生于1996年。其安全性、比容量、自放电率、性价比都优于锂离子电池。

12、由于其技术要求高，只有少数的公司在生产这种锂金属电池。

13、锂聚合物泄漏概念

14、聚合物锂离子电池铝塑包装外壳开裂时，密封性能差，腐蚀开裂，内部电解液漏出，同时外部空气进入电池体内，造成电池炸裂。客户将泄漏定义为不合格类型。

15、锂电池泄漏检测方法方案介绍

16、为了防止聚合物电池泄漏，在工程技术上，一方面改进封装方法，提高封装的密封性能，另一方面改进检测泄漏的方法。检测电池是否漏液一般有以下几种方法：

17、1.外观检查：通过100%人工检查，观察是否有电解液流出、电池外观变形等。

18、这种方法是一种传统的方法，在现实中很容易操作。但它依赖人员的探测能力，防呆性能差。

19、这是最初的检测方法。

20、2.真空检测，采用抽真空的方法，利用漏液电池的特性，将整个电池抽真空，在漏液电池内外形成较大的压差。电解液可随内部产品气体排出电池，然后进行目视检查，挑出不合格品。

21、这种方法检出率低，但由于可操作性好，也是一种常用方法。

22、3.漏液物质检测：一旦夜间电池漏液，电池内部的电解液就会流出电池。如果能灵敏地检测到电解液，就可以判断电池是否漏液。这种方法的局限性是没有成型的测试机制，对电解质特别敏感，很少使用。一般使用PH试纸、石蕊试液等化学试剂较多。

23、如果能解决电解质检测方法的问题，将是一种很有前途的检测方法。

24、在检测方案设计之初，我们按照第三种方法进行开发，并重点开发了能够检测电解质的仪器。通过市场调研，我们了解到VOC检测仪对有机物比较敏感，电解液的主要成分是有机物，因此有很大的改进和应用机会。

25、VOC检测仪介绍

26、综上所述，VOC检测仪(挥发性有机化合物)是利用一组光离子化传感器PID(光离子化检测器)来检测有机挥发性成分的仪器。用于检测微量VOC挥发，主要应用于环境检测、室内环境、安全监管、工厂废气排放等行业。

27、其工作过程和原理是：通过内置气泵将待测环境中的气体吸入光电离装置中，使有机气体电离，采集电离电压，转换成数字显示，其值由光电离装置输出

28、工矿网推荐两款用于检测VOC气体的PID光电离传感器PID-AH和PID-A1；PID-A1是远程传感器，检测范围为100 ppb ~ 6000 ppm，而PID-AH是小范围、高灵敏度的产品，检测范围为1 ppb ~ 50 ppm VOC气体。

29、方案设计原则的路径分析

30、1.VOC探测器对有机挥发性气体的灵敏度

实验分5个组别进行，测试对象分别为普通环境、极片车间、电解液氛围、合格电池旁边、漏液电池旁边;测试仪显示数值分别为: 0-一10PPb、500- - I 000PPb、5000PPm以上、0- -20PPb、50- 200PPb。

32、通过以上简单的实验可以看出，VOC检测仪对环境中的有机气体是很敏感的，其对聚合物的电解液也是敏感的，不同环境能够引起VOC检测仪的示数发生明显的变化。

33、说明利用VOC检测仪进行漏液检测是可能的。

2、电池测试实验

(1)正常电池，密封性良好，其内部电解液不会出现在电池外部，少量的有机挥发组分，实验测试时，引起VOC检测仪较小示数变化或者不能引起示数变化，测试数值小表明无大量有机挥发物，电池无破损，判定电池OK。

(2)漏液电池，密封失效，其内部的电解液能够通过某种方式从泄漏点逸散到电池外部，电解液分解产生挥发性或其小分子组分逸出，实验测试时，被VOC检测仪检测到，引起示数较大变化，测试数值大表明有大量有机挥发物，电池可能漏液或表面有电解液，判定电池NG。

3、优化实验方案设计

检测参数优化

( 1 )设计单次检测数量(6- -24只)和抽真空时间( 10- -15s只)的2因子实验，评估测试正常电池数量和真空保持时间对检测系统的影响。

(2)设计固定抽真空时间15s，单次检测6只、12只、18只、24只正常电池时，动态侦测VOC检测仪的变化过程，读取第10s、第15s时VOC检测仪的读数，分析其差值。

(3)固定抽真空时间15s，单次检测正常电池数量24只，动态侦测VOC检测仪抽气检测时的数值变化，分析其有利读数时间。

通过对实验结果及数据的分析发现，随着单次检测正常电池数量的增加，真空保持时间增加，测试值增加;各组不同检测个数的读数，第10s和第15s之间的差值是基本一致的，即其数值变化率相当;每组测试过程中，VOC测试值随着时间的增加，先升高后降低，在约5s时达到MAX值，因此有利读数时间在5- -10s范围内。

通过以_上的分析和改善，终确定VOC检查漏液电池的参数为测试温度20C，真空度-90KPa，真空时间15s，抽气检测时间10s，使用流动的压缩气体，测试数量为小电池8Pcs，大电池30PCS, 使用特制的严格密封的测试装置进行挥发组分收集，测试环境稳定。

5、检测方法验证

对采用前述优化后的条件进行的验证测量，从实验数据的分析可以发现，正常电池的测试数值均小于测试上限值，且其值呈正态分布;漏液电池的测试数值均大于上限值，且其值无规律散乱分布;大型号电池测试数值远远大于小型号电池测试数值。

46、以上数据均可量化反映正常电池与漏液电池的区别，可以判断电池是否发生漏液。

结语

通过对聚合物锂离子电池漏液检测方法的研究，我们实现了新的应用，VOC检测仪是聚合物锂电池漏液有效检测方法。

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