隨著聚合物電池技術(shù)的發(fā)展和客戶需求的不斷提高，泄漏已成為聚合物電池質(zhì)量控制的難點(diǎn)，也是產(chǎn)品質(zhì)量核心競(jìng)爭(zhēng)力的載體。如何防止泄漏電池，防止泄漏電池流出客戶端，已成為電池制造商競(jìng)爭(zhēng)的重要方面。然而，針對(duì)聚合物電池的漏液?jiǎn)栴}，各廠家都沒有有效的方法檢驗(yàn)，開發(fā)一種能夠判斷電池是否漏液的方法，對(duì)聚合物電池漏液檢測(cè)有實(shí)際意義。

聚合物鋰電池泄漏概念

當(dāng)聚合物鋰離子電池鋁塑料包裝外殼破裂、包裝密封性差、腐蝕開裂時(shí)，其內(nèi)部電解質(zhì)泄漏，外部空氣進(jìn)入電池，導(dǎo)致電池鼓氣。泄漏被客戶定義為不合格的類型。

介紹檢測(cè)方法方案

為了防止聚合物電池泄漏，一方面改進(jìn)了工程技術(shù)的包裝方法，提高了包裝密封性能，另一方面改進(jìn)了檢查泄漏的方法，一般有以下方法來檢查電池是否泄漏：

1.外觀檢查，通過100%的人工檢查，觀察是否有電解液流出和電池外觀變形。這種方法是一種傳統(tǒng)的方法，在現(xiàn)實(shí)中易于操作，但依靠人員的檢測(cè)能力，其震性能較差。這是原來的檢測(cè)方法。

2.真空檢測(cè)，采用真空法，利用漏液電池鼓氣的特點(diǎn)，對(duì)電池進(jìn)行整體抽真空，在漏液電池內(nèi)外形成較大壓差。電解質(zhì)可能伴隨著內(nèi)部氣流出電池，然后進(jìn)行外觀檢查，以挑出不一致的電池。該方法檢出率低，但由于其可操作性好，也是常用的方法。

3.檢測(cè)泄漏物質(zhì)。一旦電池在夜間泄漏，其內(nèi)部電解質(zhì)就會(huì)流出電池。如果能敏感檢測(cè)到電解質(zhì)，就能判斷電池是否泄漏。 該方法的局限性在于沒有成型測(cè)試機(jī)構(gòu)，對(duì)電解質(zhì)特別敏感，應(yīng)用較少，一般使用較多PH試紙、石蕊試液等化學(xué)試劑。若能解決檢測(cè)電解液的問題，則是一種有前途的檢測(cè)方法。

在測(cè)試方案設(shè)計(jì)之初，我們按照第三種方法進(jìn)行了開發(fā)，并將重點(diǎn)放在測(cè)試電解質(zhì)的儀器上。通過市場(chǎng)調(diào)研，我們了解到VOC探測(cè)器對(duì)有機(jī)物非常敏感，電解液的主要成分也是有機(jī)物，因此有很大的改進(jìn)應(yīng)用機(jī)會(huì)。

VOC檢測(cè)儀介紹

綜合以上情況，PGM-7340或者PGM-7380VOC檢測(cè)儀( Volatile Organie Compounds )使用一組光離子化傳感器PID ( photo ionization detector )用于微量檢測(cè)有機(jī)揮發(fā)成分的儀器VOC揮發(fā)檢測(cè)，主要應(yīng)用于環(huán)境檢測(cè)、室內(nèi)環(huán)境，安全監(jiān)管、工廠廢氣排放等行業(yè)。工作過程和原理是：通過內(nèi)置空氣泵將待檢測(cè)環(huán)境中的氣體吸入光離子化學(xué)器中的電離、電離有機(jī)氣體，收集電離電壓，轉(zhuǎn)換為數(shù)字顯示數(shù)值反應(yīng)環(huán)境中有機(jī)氣體的摩爾含量，一般單位為PPb、PPm。

方案設(shè)計(jì)原理路徑分析

1、VOC有機(jī)揮發(fā)氣體機(jī)揮發(fā)氣體的敏感性

實(shí)驗(yàn)分為普通環(huán)境、極片車間、電解液氛圍、合格電池、漏液電池五組；測(cè)試儀顯示值分別為： 0-一10PPb、500- - I 000PPb、5000PPm以上、0- -20PPb、50- 200PPb。從以上簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)可以看出，VOC探測(cè)器對(duì)環(huán)境中的有機(jī)氣體非常敏感，對(duì)聚合物電解質(zhì)也非常敏感，可以在不同的環(huán)境中引起VOC探測(cè)器的示數(shù)發(fā)生了顯著變化。說明利用VOC檢測(cè)器有可能進(jìn)行漏液檢測(cè)。

2.電池測(cè)試實(shí)驗(yàn)

(1)正常電池密封性好，其內(nèi)部電解質(zhì)不會(huì)出現(xiàn)在電池外部，少量有機(jī)揮發(fā)性成分會(huì)在實(shí)驗(yàn)中引起VOC測(cè)試儀的小示數(shù)變化或不能引起示數(shù)變化，測(cè)試值小表示無大量有機(jī)揮發(fā)物，電池?zé)o損壞，確定電池OK。

（2）泄漏電池，密封故障，其內(nèi)部電解質(zhì)可以通過某種方式從泄漏點(diǎn)逃逸到電池外部，電解質(zhì)分解產(chǎn)生揮發(fā)性或其小分子組分逃逸，在實(shí)驗(yàn)測(cè)試中VOC探測(cè)器檢測(cè)到，導(dǎo)致顯示器數(shù)量發(fā)生很大變化試值表明有大量有機(jī)揮發(fā)物，電池可能泄漏或電解質(zhì)表面，確定電池NG。

3.優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

優(yōu)化檢測(cè)參數(shù)

( 1 )設(shè)計(jì)單次檢測(cè)量(6)- -24)和抽真空時(shí)間( 10- -15s對(duì)正常電池?cái)?shù)量和真空保持時(shí)間對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的影響進(jìn)行評(píng)估。

(2)設(shè)計(jì)固定抽真空時(shí)間15s，動(dòng)態(tài)檢測(cè)6、12、18、24個(gè)正常電池時(shí)VOC讀取第10個(gè)檢測(cè)器的變化過程s、第15s時(shí)VOC探測(cè)器讀數(shù)，分析其差值。

(3)固定抽真空時(shí)間15s，正常電池單次檢測(cè)24個(gè)，動(dòng)態(tài)檢測(cè)VOC檢測(cè)器抽氣檢測(cè)時(shí)的數(shù)值變化，分析其有利于讀數(shù)時(shí)間。

通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)隨著正常電池?cái)?shù)量的增加，真空維護(hù)時(shí)間增加，測(cè)試值增加；第10組不同測(cè)試數(shù)量的讀數(shù)s和第15s兩者之間的差值基本相同，即數(shù)值變化率相等；每組測(cè)試過程中，VOC隨著時(shí)間的增加，測(cè)試值先升后降，約為5s時(shí)達(dá)到MAX值，因此有利讀數(shù)時(shí)間在5- -10s范圍內(nèi)。

通過以_上述分析和改進(jìn)最終確定VOC檢查泄漏電池的參數(shù)為測(cè)試溫度20C，真空度-90KPa，真空時(shí)間15s，抽氣檢測(cè)時(shí)間10s，小電池8使用流動(dòng)壓縮氣體Pcs，大電池30PCS, 揮發(fā)性成分采用特殊的嚴(yán)密封試驗(yàn)裝置收集，試驗(yàn)環(huán)境穩(wěn)定。

5.驗(yàn)證檢測(cè)方法

從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)優(yōu)化條件的驗(yàn)證測(cè)量，從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可以發(fā)現(xiàn)正常電池的測(cè)試值小于測(cè)試上限，正常分布；泄漏電池的測(cè)試值大于上限，分布不規(guī)則；大型電池的測(cè)試值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小型電池的測(cè)試值。上述數(shù)據(jù)可以量化反映正常電池和泄漏電池之間的區(qū)別，確定電池是否泄漏。

結(jié)語

通過對(duì)聚合物鋰離子電池漏液檢測(cè)方法的研究，實(shí)現(xiàn)了新的應(yīng)用，VOC探測(cè)器是聚合物鋰電池泄漏的有效檢測(cè)方法。