隨著聚合物電池工藝發(fā)展和客戶要求的不斷提高,，漏液已經(jīng)成為聚合物電池質(zhì)量控制難點，也是產(chǎn)品質(zhì)量核心競爭力的載體,，如何防止漏液電池產(chǎn)生,，并可能杜絕漏液電池流出到客戶端，成為各電池廠家競爭的一個重要方面,。然而,，針對聚合物電池的漏液問題，各廠家都沒有有效的方法檢驗,，開發(fā)一種能夠判斷電池是否漏液的方法,，對聚合物電池漏液檢測有實際意義。
聚合物鋰電池漏液概念
聚合物鋰離子電池鋁塑包裝殼破裂,、封裝密封性差,、腐蝕開裂的情況下，其內(nèi)部的電解液漏出,，同時外部空氣進入電池體內(nèi)，引起電池鼓氣的現(xiàn)象,，漏液被客戶定義為不符合條件類型,。
檢測方法方案介紹
為了防止聚合物電池出現(xiàn)漏液的問題，工程技術(shù)上一方面改進封裝方法,，提高封裝密封性能,，另-方面改進檢驗漏液的方法，一般有以下幾種檢驗電池是否漏液的方法:
1,、外觀檢查,，通過100%的人工檢驗，觀察是否有電解液流出和電池外觀變形等,。這種方法是傳統(tǒng)的方法,，也是在現(xiàn)實中容易操作的，但依賴人員的檢出力,，其防呆性能較差,。這就是原有的檢測方法。
2,、真空檢測,，使用真空的方法，利用漏液電池鼓氣的特點,對電池整體抽真空，在漏液電池內(nèi)外形成較大的壓差,，電解液可能被伴隨著內(nèi)部產(chǎn)氣流出電池,，再進行外觀檢查，將不符合的挑出,。這種方法檢出率較低,，但因其操作性較好也是常用的方法。
3,、泄漏物質(zhì)檢測,，電池一旦發(fā)生漏夜，其內(nèi)部的電解液會流到電池外,，如果能夠敏感的檢測到電解液,，就可以判斷電池是否發(fā)生漏液, 這種方法的局限性在于沒有成形的測試機構(gòu)，對電解液特別敏感,，應(yīng)用較少,，一般較多的使用PH試紙，石蕊試液等化學(xué)試劑,。若能夠解決檢測電解液的方法問題,，則是有前途的一種檢測手段。
在檢測方案設(shè)計之初,，我們按照第三種方法進行開發(fā),，并將重點先確定在能夠檢測電解液的儀器開發(fā)上來，通過市場調(diào)研,，我們了解到VOC檢測儀能夠?qū)τ袡C物很敏感,，而電解液的主要成分也是有機物，因此存在重大的改善應(yīng)用機會,。
VOC檢測儀介紹
綜合以上情況,，PGM-7340或者PGM-7380VOC檢測儀( Volatile Organie Compounds )是利用一組光離子化傳感器PID ( photo ionization detector )對有機揮發(fā)組分進行檢測的儀器，用于微量VOC揮發(fā)檢測,，主要應(yīng)用于環(huán)境檢測,、室內(nèi)環(huán)境，安監(jiān),，工廠廢氣排放等行業(yè),。工作過程及原理是:通過內(nèi)置的空氣泵將待檢測環(huán)境的氣體吸人光離子化器中進行電離，電離有機氣體,，并收集電離電壓,，轉(zhuǎn)化成數(shù)字顯示出來，數(shù)值的大小反應(yīng)環(huán)境中的有機氣體的摩爾含量,，一般單位為PPb,、PPm。
方案設(shè)計原理路徑分析
1、VOC檢測儀對有機揮發(fā)氣體敏感度實驗測試
實驗分5個組別進行,，測試對象分別為普通環(huán)境,、極片車間、電解液氛圍,、合格電池旁邊,、漏液電池旁邊;測試儀顯示數(shù)值分別為: 0-一10PPb、500- - I 000PPb,、5000PPm以上,、0- -20PPb、50- 200PPb,。通過以上簡單的實驗可以看出,，VOC檢測儀對環(huán)境中的有機氣體是很敏感的，其對聚合物的電解液也是敏感的,，不同環(huán)境能夠引起VOC檢測儀的示數(shù)發(fā)生明顯的變化,。說明利用VOC檢測儀進行漏液檢測是可能的。
2,、電池測試實驗
(1)正常電池,，密封性良好，其內(nèi)部電解液不會出現(xiàn)在電池外部,，少量的有機揮發(fā)組分,，實驗測試時，引起VOC檢測儀較小示數(shù)變化或者不能引起示數(shù)變化,，測試數(shù)值小表明無大量有機揮發(fā)物,，電池?zé)o破損，判定電池OK,。
(2)漏液電池,，密封失效,，其內(nèi)部的電解液能夠通過某種方式從泄漏點逸散到電池外部,，電解液分解產(chǎn)生揮發(fā)性或其小分子組分逸出，實驗測試時,，被VOC檢測儀檢測到,，引起示數(shù)較大變化，測試數(shù)值大表明有大量有機揮發(fā)物,，電池可能漏液或表面有電解液,，判定電池NG。
3,、優(yōu)化實驗方案設(shè)計
檢測參數(shù)優(yōu)化
( 1 )設(shè)計單次檢測數(shù)量(6- -24只)和抽真空時間( 10- -15s只)的2因子實驗,，評估測試正常電池數(shù)量和真空保持時間對檢測系統(tǒng)的影響。
(2)設(shè)計固定抽真空時間15s，單次檢測6只,、12只,、18只、24只正常電池時,，動態(tài)偵測VOC檢測儀的變化過程,，讀取第10s、第15s時VOC檢測儀的讀數(shù),，分析其差值,。
(3)固定抽真空時間15s，單次檢測正常電池數(shù)量24只,，動態(tài)偵測VOC檢測儀抽氣檢測時的數(shù)值變化,，分析其有利讀數(shù)時間。
通過對實驗結(jié)果及數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn),，隨著單次檢測正常電池數(shù)量的增加,，真空保持時間增加，測試值增加;各組不同檢測個數(shù)的讀數(shù),，第10s和第15s之間的差值是基本一致的,，即其數(shù)值變化率相當(dāng);每組測試過程中，VOC測試值隨著時間的增加,，先升高后降低,，在約5s時達到MAX值，因此有利讀數(shù)時間在5- -10s范圍內(nèi),。
通過以_上的分析和改善,，終確定VOC檢查漏液電池的參數(shù)為測試溫度20C，真空度-90KPa,，真空時間15s,，抽氣檢測時間10s，使用流動的壓縮氣體,，測試數(shù)量為小電池8Pcs,，大電池30PCS, 使用特制的嚴格密封的測試裝置進行揮發(fā)組分收集，測試環(huán)境穩(wěn)定,。
5,、檢測方法驗證
對采用前述優(yōu)化后的條件進行的驗證測量，從實驗數(shù)據(jù)的分析可以發(fā)現(xiàn),，正常電池的測試數(shù)值均小于測試上限值,，且其值呈正態(tài)分布;漏液電池的測試數(shù)值均大于上限值，且其值無規(guī)律散亂分布;大型號電池測試數(shù)值遠遠大于小型號電池測試數(shù)值,。以上數(shù)據(jù)均可量化反映正常電池與漏液電池的區(qū)別,，可以判斷電池是否發(fā)生漏液,。
結(jié)語
通過對聚合物鋰離子電池漏液檢測方法的研究，我們實現(xiàn)了新的應(yīng)用,，VOC檢測儀是聚合物鋰電池漏液有效檢測方法,。
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