差压式检漏仪在锂离子电池粗检漏的应用.doc

差压式检漏仪在锂离子电池粗检漏的应用.doc差压式检漏仪在锂离子电池粗检漏的应用[摘要] 密封性对于锂离子电池的性能至关重要。传统的检漏手段都存在一定的局限性, 不能完整覆盖整个的检漏环节。本文通过理论结合实验的方式,论述了差压式检漏法在锂离子电池密封性检测中的应用。[ 关键词] 锂离子电池密封性差压式检漏法中图分类号: 文献标识码:A 文章编号: 1009-914X ( 2015 ) 15-0350-02 1 引言随着航天技术的迅猛发展, 无论是航空航天还是水下兵器, 电源被誉为整机产品的“心脏”和“血液”,电源的供电安全可靠是第一位的,电源产品的安全性主要由安全设计、工艺保障和检验评估三个环节组成,其中检验是最后一条质量控制线。电池失效的主要形式是短路和开路, 无论是航空航天用锂离子电池还是水下兵器用锂离子电池, 电池一旦发生密封泄漏均可能造成电池失效。目前传统电池粗检漏方法主要有: 水检、氟油检漏等, 这些方法工艺复杂、效率低、成本高, 其中有的方法还属于破坏性检验方法, 影响电池性能, 另外这些方法与背压法氦质谱细检值的数量衔接存在盲区。 2 失效原因分析由于环境不同, 空间工程和水下兵器用锂离子电池的泄漏引起电池失效的机理存在很大的差异。如果空间用锂离子电池存在泄漏, 由于太空环境的高真空条件,电池内部电解液由于正内压的影响向太空加速挥发排出, 使电池迅速进入贫液状态, 从而电池内阻增大, 极化迅速增大, 使得电池的充电接受能力与放电能力显著降低, 导致卫星供电失效。水下兵器用锂离子电池存在泄漏的条件下, 由于其特定的工作环境, 电池外部环境中的水或水蒸气进入电池内部。锂离子电池的电解液是非水性物质, 水分的进入将发生电解液的迅速分解和负极上的锂碳化合物与水之间的化学反应, 使得电池短路失效。如果泄漏率比较小, 电池将先发生内部微短路, 降低电池的充电接受能力, 并使电池的荷电保持能力降低, 性能衰降加快, 不利于兵器的战略储备与管理维护。锂离子电池的生产过程中涉及到焊接密封、挤压密封等多种密封方式, 电池发生泄漏的部位以及泄漏的诱因也与密封方式紧密相关。泄漏的原因多种多样, 比如焊接缺陷、应力形变、紧固松动等。电池发生泄漏的部位和时机还与应用环境紧密相关, 所以对于电池的密封性能检验也必须与应用环境结合起来才能更科学,更有效。 3 锂离子电池的密封性检测手段目前, 对锂离子电池密封性的检测手段主要有氦质谱检测法、水检法、直压式检测法和差压式检测法几种。其中氦质谱背压法属于细检漏, 其最大可检漏率有上限,约为 1× 10-4Pam3/s 。对于大于此漏率的泄漏使用氦质谱进行检测会产生误差。其余三种检测方法属于粗检漏, 用于和氦质谱配合使用, 检测漏率大于 1× 10-4Pam3/s 的泄漏。水检法由于受检验人员主观因素影响大, 容易漏检, 而且需要进行干燥等后续工序工作已基本不使用。直压式检漏法受限于直压传感器的分辨率较低, 导致精度低, 同时容易受环境干扰造成检测值可信度低。目前推荐使用差压式检测与氦质谱检测相结合的手段对锂离子电池密封性进行检测。差压式检漏法具有维护成本低、无后续处理的优点, 同时采用被测物与基准物对比检测压力差的方式, 克服了直压式检漏分辨率低, 容易受环境干扰影响的缺点。因为基准物和被测工件、测试状态相同, 所以差压式检漏法可以抵消温度、形变等