本申請(qǐng)涉及儲(chǔ)能器件生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電芯產(chǎn)氣檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

鋰離子電池由于能量密度高，環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于移動(dòng)電話，筆記本電腦等電子裝置。近年來(lái)，為了應(yīng)對(duì)環(huán)境問(wèn)題，汽油價(jià)格問(wèn)題，以及能量存儲(chǔ)問(wèn)題，鋰離子電池的應(yīng)用已經(jīng)快速擴(kuò)展到油電混動(dòng)車(chē)輛以及能量存儲(chǔ)系統(tǒng)等。同時(shí)給鋰離子電池提出了更高的要求，尤其是壽命要求(8年或10年)和功率要求。鋰離子電池正極材料，尤其是鈷酸鋰、三元鎳鈷錳正極材料，容易在循環(huán)或者存儲(chǔ)過(guò)程中產(chǎn)氣，導(dǎo)致硬殼電芯的電流切斷單元或防爆閥提前翻轉(zhuǎn)，嚴(yán)重影響了鋰離子電池的使用壽命。為了降低鋰離子電池在循環(huán)或者存儲(chǔ)過(guò)程中的產(chǎn)氣，需要對(duì)鋰離子電池的產(chǎn)氣機(jī)理進(jìn)行深入的研究。

現(xiàn)有技術(shù)中，有效的方法為非原位氣相色譜質(zhì)譜方法，先在電芯的注液孔處取氣，然后進(jìn)行分析，推測(cè)出產(chǎn)氣的根源，再根據(jù)產(chǎn)氣的根源提出相應(yīng)的抑制措施，從而解決鋰離子電池的產(chǎn)氣問(wèn)題。

然而，非原位氣相色譜質(zhì)譜方法是在電芯產(chǎn)氣后直接收集氣體，然后再進(jìn)行分析，具有分析延后的性質(zhì)，由于產(chǎn)氣的復(fù)雜性，分析出來(lái)的結(jié)果可能不能反映此時(shí)電芯實(shí)際的產(chǎn)氣情況，這就急需原位氣相色譜質(zhì)譜方法對(duì)鋰離子電池的產(chǎn)氣進(jìn)行研究，以解決鋰離子電池的產(chǎn)氣問(wèn)題，保證電芯十年的使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N電芯產(chǎn)氣檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法，能夠解決上述問(wèn)題。

本申請(qǐng)的第一方面提供了一種電芯產(chǎn)氣檢測(cè)裝置，包括載氣瓶、真空機(jī)構(gòu)、測(cè)試設(shè)備、第一管路以及第二管路，

所述第一管路的兩端分別與所述載氣瓶、所述測(cè)試設(shè)備連通，所述第一管路設(shè)有第一連通位；

所述第二管路的一端用于與所述電芯的第一注液孔連通，另一端在所述第一連通位處與所述第一管路連通；

所述真空機(jī)構(gòu)用于給所述第一管路以及所述第二管路抽真空。

優(yōu)選地，還包括壓力傳感器，所述壓力傳感器用于檢測(cè)所述第二管路與所述第一管路通路中的壓力。

優(yōu)選地，所述壓力傳感器和/或所述真空機(jī)構(gòu)與所述測(cè)試設(shè)備并列連通于所述第一管路。

優(yōu)選地，還包括開(kāi)關(guān)閥，所述載氣瓶與所述第一連通位之間、所述第二管路上、所述第一管路與所述真空機(jī)構(gòu)之間、所述第一管路與所述測(cè)試設(shè)備之間中至少一個(gè)位置設(shè)有所述開(kāi)關(guān)閥。

優(yōu)選地，所述第二管路與所述第一連通位分別設(shè)有多個(gè)，各所述第二管路的一端分別用于與不同電芯的第一注液孔連通，另一端分別在一個(gè)所述第一連通位處與所述第一管路連通。

優(yōu)選地，還包括烘箱，所述烘箱用于給至少一個(gè)所述電芯加熱。

優(yōu)選地，所述第一管路設(shè)有第二連通位；還包括第三管路，所述第三管路的一端用于與所述電芯的第二注液孔連通，另一端在所述第二連通位處與所述第一管路連通。

優(yōu)選地，還包括開(kāi)關(guān)閥，所述第一連通位與所述第二連通位之間設(shè)有所述開(kāi)關(guān)閥。

優(yōu)選地，所述載氣瓶?jī)?nèi)的載入氣為惰性氣體。

本申請(qǐng)的第二方面還提供一種電芯產(chǎn)氣檢測(cè)方法，包括：

步驟S1：對(duì)第一管路、第二管路抽真空；

步驟S2：對(duì)電芯進(jìn)行充放電，調(diào)整所述電芯至產(chǎn)氣檢測(cè)狀態(tài)，使所述電芯的產(chǎn)氣充滿(mǎn)所述第二管路、所述第一管路；

步驟S3：打開(kāi)所述載氣瓶，通過(guò)所述載氣瓶的載入氣使所述產(chǎn)氣進(jìn)入所述測(cè)試設(shè)備。

優(yōu)選地，所述載氣瓶與第一連通位之間、所述第二管路上、所述第一管路與真空機(jī)構(gòu)之間、所述第一管路與所述測(cè)試設(shè)備之間均設(shè)有開(kāi)關(guān)閥，分別為第一開(kāi)關(guān)閥、第二開(kāi)關(guān)閥、第三開(kāi)關(guān)閥、第四開(kāi)關(guān)閥，所述第一開(kāi)關(guān)閥、所述第二開(kāi)關(guān)閥、所述第三開(kāi)關(guān)閥和所述第四開(kāi)關(guān)閥之間形成緩沖區(qū)；

所述步驟S1包括：

步驟S11：關(guān)閉所述第一開(kāi)關(guān)閥、所述第二開(kāi)關(guān)閥、和所述第四開(kāi)關(guān)閥，打開(kāi)所述第三開(kāi)關(guān)閥；

步驟S12：對(duì)所述緩沖區(qū)抽真空；

步驟S13：關(guān)閉所述第三開(kāi)關(guān)閥，打開(kāi)所述第一開(kāi)關(guān)閥，打開(kāi)載氣瓶，使所述緩沖區(qū)充滿(mǎn)所述載入氣；

步驟S14：關(guān)閉所述載氣瓶與所述第一開(kāi)關(guān)閥，打開(kāi)所述第三開(kāi)關(guān)閥，對(duì)所述緩沖區(qū)抽真空；

步驟S15：重復(fù)所述步驟S13、所述步驟S14直至所述緩沖區(qū)的實(shí)際真空度值為標(biāo)準(zhǔn)真空度值，關(guān)閉所述載氣瓶、所述第一開(kāi)關(guān)閥以及所述第三開(kāi)關(guān)閥。

本申請(qǐng)?zhí)峁┑募夹g(shù)方案可以達(dá)到以下有益效果：

本申請(qǐng)所提供的電芯產(chǎn)氣檢測(cè)裝置，通過(guò)載氣瓶、第一管路、第二管路、真空機(jī)構(gòu)以及測(cè)試設(shè)備的相互連通，先將第一管路、第二管路抽真空，然后使電芯產(chǎn)氣充滿(mǎn)第一管路、第二管路，通過(guò)載氣瓶的載入氣體能夠?qū)a(chǎn)氣送入測(cè)試設(shè)備，且整個(gè)取氣過(guò)程中，外界雜質(zhì)干擾小，能夠準(zhǔn)確檢測(cè)產(chǎn)氣的成分，進(jìn)而提高產(chǎn)氣分析結(jié)果與實(shí)時(shí)的真實(shí)度，以對(duì)鋰離子電池的產(chǎn)氣進(jìn)行研究，解決鋰離子電池的實(shí)際產(chǎn)氣問(wèn)題，保證電芯十年的使用壽命。

應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性的，并不能限制本申請(qǐng)。

附圖說(shuō)明

圖1為本申請(qǐng)所提供的電芯產(chǎn)氣檢測(cè)裝置一種具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本申請(qǐng)所提供的電芯產(chǎn)氣檢測(cè)裝置另一種具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本申請(qǐng)所提供的電芯產(chǎn)氣檢測(cè)裝置又一種具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本申請(qǐng)所提供的電芯產(chǎn)氣檢測(cè)裝置用于檢測(cè)的電芯的一種具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：

10-載氣瓶；

20-第一管路；

201-第一子管；

202-第二子管；

203-第三子管；

21-第一三通管；

22-四通管；

23-第二三通管；

30-第二管路；

301-第四子管；

302-第五子管；

303-第六子管；

304-第一焊接頭；

31-連接管路；

32-第三管路；

321-第七子管；

322-第八子管；

323-第九子管；

324-第二焊接頭；

40-真空機(jī)構(gòu)；

41-壓力傳感器；

50-測(cè)試設(shè)備；

501-紅外光譜分析儀；

502-氣相色譜質(zhì)譜儀器；

60-硬殼電芯；

61-充放電儀器；

62-軟包電芯；

71-第一開(kāi)關(guān)閥；

72-第二開(kāi)關(guān)閥；

73-第三開(kāi)關(guān)閥；

74-第四開(kāi)關(guān)閥；

75-第五開(kāi)關(guān)閥；

76-第六開(kāi)關(guān)閥；

80-烘箱。

此處的附圖被并入說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分，示出了符合本申請(qǐng)的實(shí)施例，并與說(shuō)明書(shū)一起用于解釋本申請(qǐng)的原理。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本申請(qǐng)做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種電芯產(chǎn)氣檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)電芯的產(chǎn)氣成分，待檢測(cè)的電芯可以為如圖1-3所示的硬殼電芯60，也可以為如圖4所示的軟包電芯62，在檢測(cè)軟包電芯時(shí)，只需將軟包電芯62放置于硬殼電芯60的空殼體內(nèi)，其中，軟包電芯62的正、負(fù)極分別與空殼體的正、負(fù)極柱電連接。

第一實(shí)施例，如圖1所示，電芯產(chǎn)氣檢測(cè)裝置包括載氣瓶10、真空機(jī)構(gòu)40、測(cè)試設(shè)備50、第一管路20以及第二管路30，第一管路20的兩端分別與載氣瓶10、測(cè)試設(shè)備50連通，第一管路20設(shè)有第一連通位；第二管路30的一端與電芯的第一注液孔連通，通常通過(guò)第一焊接頭304與第一注液孔實(shí)現(xiàn)連通，另一端在第一連通位處與第一管路20連通；真空機(jī)構(gòu)40用于給第一管路20以及第二管路30抽真空。

通常，在第一連通位處，第一管路20與第二管路30通過(guò)第一三通管21相互連通，以增加管路連接的方便性。

真空機(jī)構(gòu)40可以為真空泵或者分子泵等設(shè)備。

載氣瓶10內(nèi)充有惰性氣體，如氦氣，以防止與產(chǎn)氣發(fā)生反應(yīng)。

測(cè)試設(shè)備50包括紅外光譜分析儀501以及氣相色譜質(zhì)譜儀器502，紅外光譜分析儀501的一端通過(guò)連接管路31與第一管路20連通，另一端通過(guò)連接管路31與氣相色譜質(zhì)譜儀器502連接，以準(zhǔn)確測(cè)試產(chǎn)氣的成分。

為了試驗(yàn)的順利進(jìn)行，還包括充放電儀器61，充放電儀器61連接于電芯。

上述實(shí)施例，載氣瓶10、第一管路20、第二管路30、真空機(jī)構(gòu)40以及測(cè)試設(shè)備50的相互連通，具體操作如下：

步驟S1：使用真空機(jī)構(gòu)40將第一管路20、第二管路30抽真空；

步驟S2：使用充放電儀器61對(duì)電芯進(jìn)行充放電，使電芯的產(chǎn)氣充滿(mǎn)第一管路20、第二管路30；

步驟S3：打開(kāi)載氣瓶10，通過(guò)載氣瓶10的載入氣使產(chǎn)氣進(jìn)入測(cè)試設(shè)備50。

這種方式采用原位檢測(cè)的方法，整個(gè)取氣過(guò)程中，外界雜質(zhì)干擾小，能夠準(zhǔn)確檢測(cè)產(chǎn)氣的成分，進(jìn)而提高產(chǎn)氣分析結(jié)果與實(shí)時(shí)的真實(shí)度，以對(duì)鋰離子電池的產(chǎn)氣進(jìn)行研究，解決鋰離子電池的實(shí)際產(chǎn)氣問(wèn)題，保證電芯十年的使用壽命。

為了更好地保證產(chǎn)氣檢測(cè)的準(zhǔn)確性，第一管路20、第二管路30中的氣體必須達(dá)到一定的壓力才能夠充分進(jìn)入測(cè)試設(shè)備50，因此，電芯產(chǎn)氣檢測(cè)裝置還包括壓力傳感器41，壓力傳感器41用于檢測(cè)第二管路30與第一管路20通路中的壓力。

為了方便連接，以及檢測(cè)的準(zhǔn)確性，壓力傳感器41、真空機(jī)構(gòu)40與測(cè)試設(shè)備50并列連通于第一管路20。通常，第一管路20、壓力傳感器41、真空機(jī)構(gòu)40與測(cè)試設(shè)備50四者通過(guò)四通管22相互連通，四通管22所在的位置為第三連通位。當(dāng)然，也可以?xún)H壓力傳感器41或者真空機(jī)構(gòu)40與測(cè)試設(shè)備50并列連通于第一管路20，壓力傳感器41還可以設(shè)置于第一管路第一三通管21或者四通管22的位置處。

一般地，電芯產(chǎn)氣檢測(cè)裝置還包括開(kāi)關(guān)閥，如圖1中的第一開(kāi)關(guān)閥71、第二開(kāi)關(guān)閥72、第三開(kāi)關(guān)閥73、第四開(kāi)關(guān)閥74。載氣瓶10與第一連通位之間、第二管路30上、第一管路20與真空機(jī)構(gòu)40之間、第一管路20與測(cè)試設(shè)備50之間均設(shè)有開(kāi)關(guān)閥，分別為第一開(kāi)關(guān)閥71、第二開(kāi)關(guān)閥72、第三開(kāi)關(guān)閥73、第四開(kāi)關(guān)閥74，即第一開(kāi)關(guān)閥71位于載氣瓶10與第一三通管21之間，第二開(kāi)關(guān)閥72位于第一三通管21與第一焊接頭304之間，第三開(kāi)關(guān)閥73位于真空機(jī)構(gòu)40與四通管22之間，第四開(kāi)關(guān)閥74位于四通管22與測(cè)試設(shè)備50之間。具體地，通過(guò)第一開(kāi)關(guān)閥71和第一三通管21將第一管路20分為第一子管201、第二子管202、第三子管203；通過(guò)第二開(kāi)關(guān)閥72以及第一焊接頭304將第二管路30分為第四子管301、第五子管302、第六子管303。此時(shí)，第一開(kāi)關(guān)閥71、第二開(kāi)關(guān)閥72、第三開(kāi)關(guān)閥73和第四開(kāi)關(guān)閥74之間的第一管路20、第二管路30形成緩沖區(qū)，即第二子管202、第三子管203、第四子管301、連接真空機(jī)構(gòu)40的連接管路31上位于第三開(kāi)關(guān)閥73與四通管22之間的一段、連接壓力傳感器41的連接管路31、以及連接測(cè)試設(shè)備50的連接管路31上位于四通管22與第四開(kāi)關(guān)閥74之間的一段形成緩沖區(qū)，上述步驟S1具體為：

步驟S11：關(guān)閉第一開(kāi)關(guān)閥71、第二開(kāi)關(guān)閥72、和第四開(kāi)關(guān)閥74，打開(kāi)第三開(kāi)關(guān)閥73；

步驟S12：對(duì)緩沖區(qū)抽真空；

步驟S13：關(guān)閉第三開(kāi)關(guān)閥73、第二開(kāi)關(guān)閥72、第四開(kāi)關(guān)閥74，打開(kāi)第一開(kāi)關(guān)閥71，打開(kāi)載氣瓶10，使緩沖區(qū)充滿(mǎn)載入氣；

步驟S14：關(guān)閉載氣瓶10與第一開(kāi)關(guān)閥71，此時(shí)，第二開(kāi)關(guān)閥72、第四開(kāi)關(guān)閥74仍處于關(guān)閉狀態(tài)，打開(kāi)第三開(kāi)關(guān)閥73，對(duì)緩沖區(qū)再次抽真空；

步驟S15：重復(fù)步驟S13、步驟S14直至緩沖區(qū)的實(shí)際真空度值為標(biāo)準(zhǔn)真空度值，關(guān)閉載氣瓶10、第一開(kāi)關(guān)閥71以及第三開(kāi)關(guān)閥73，進(jìn)入步驟S2。

其中，在同時(shí)設(shè)有第一開(kāi)關(guān)閥71、第二開(kāi)關(guān)閥72、第三開(kāi)關(guān)閥73、第四開(kāi)關(guān)閥74時(shí)，也可以先進(jìn)行步驟S2，此時(shí)需要先將第一開(kāi)關(guān)閥71、第二開(kāi)關(guān)閥72、第三開(kāi)關(guān)閥73、第四開(kāi)關(guān)閥74均關(guān)閉，然后再進(jìn)行步驟S2。

當(dāng)然，載氣瓶10與第一連通位之間、第二管路30上、第一管路20與真空機(jī)構(gòu)40之間、第一管路20與測(cè)試設(shè)備50之間中可以?xún)H其中一者、兩者或者三者設(shè)有開(kāi)關(guān)閥。

上述實(shí)施例中的第二管路30僅設(shè)有一條。

第二實(shí)施例，第一實(shí)施例中的第二管路30設(shè)有多條，第一連通位也設(shè)有多個(gè)，如圖3所示，各第二管路30的一端分別與不同電芯的第一注液孔連通，另一端分別在一個(gè)第一連通位處與第一管路20連通，這種多條第二管路30的結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)電芯、不同充放電狀態(tài)下同時(shí)進(jìn)行原位氣體的成分分析。在各條第二管路30設(shè)有第二開(kāi)關(guān)閥72時(shí)，當(dāng)僅需要分析某一個(gè)電芯的產(chǎn)氣時(shí)，其它電芯的第二開(kāi)關(guān)閥72關(guān)閉，整個(gè)裝置可以退化為第一實(shí)施例。

電芯產(chǎn)氣檢測(cè)裝置還包括烘箱80，尤其是在第二管路30設(shè)有多條時(shí)，至少一個(gè)電芯位于烘箱80內(nèi)，即可以一個(gè)或者多個(gè)位于烘箱80內(nèi)，以給該電芯加熱。通過(guò)增加烘箱80，能夠?qū)Σ煌瑴囟鹊碾娦镜漠a(chǎn)氣情況進(jìn)行檢測(cè)，方便對(duì)電芯的研究。

第三實(shí)施例，為了對(duì)電芯的產(chǎn)氣進(jìn)行持續(xù)檢測(cè)，電芯產(chǎn)氣檢測(cè)裝置還包括第三管路32，如圖2所示，在第一實(shí)施例的基礎(chǔ)上，第一管路20設(shè)有第二連通位；第三管路32的一端與電芯的第二注液孔連通，具體地，第三管路32通過(guò)第二焊接頭324與第二注液孔連通，另一端在第二連通位處與第一管路20連通，通常，在第二連通位處設(shè)有第二三通管23，第三管路32與第一管路20連通。

第三管路32上也可以設(shè)置開(kāi)關(guān)閥，即第六開(kāi)關(guān)閥76，以方便操作。此時(shí)，第六開(kāi)關(guān)閥76、第二焊接頭324將第三管路32分為第七子管321、第八子管322、第九子管323，此時(shí)的緩沖區(qū)則還包括第七子管321，在抽真空時(shí)，第六開(kāi)關(guān)閥76也關(guān)閉；在產(chǎn)氣充滿(mǎn)緩沖區(qū)時(shí)，第六開(kāi)關(guān)閥76打開(kāi)。

進(jìn)一步地，第一連通位與所述第二連通位之間設(shè)有開(kāi)關(guān)閥，即圖2中的第五開(kāi)關(guān)閥75，此時(shí)，持續(xù)關(guān)閉第六開(kāi)關(guān)閥76，同時(shí)打開(kāi)第五開(kāi)關(guān)閥75，則還原為第一實(shí)施例。在抽真空結(jié)束后，打開(kāi)第六開(kāi)關(guān)閥76，關(guān)閉第五開(kāi)關(guān)閥75，同時(shí)打開(kāi)第一開(kāi)關(guān)閥71、載氣瓶10，此時(shí)載入氣推動(dòng)產(chǎn)氣自電芯內(nèi)部經(jīng)第二焊接頭324、第八子管322、第七子管321、第三子管203流入測(cè)試設(shè)備50，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電芯產(chǎn)氣的持續(xù)檢測(cè)。通過(guò)增加第五開(kāi)關(guān)閥75，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩種方式的產(chǎn)氣檢測(cè)，進(jìn)而方便測(cè)試。

其中，在第二實(shí)施例中，也可以包括第三實(shí)施例的第三管路32，即可以同時(shí)設(shè)置多組第二管路30與第三管路32。

以上所述僅為本申請(qǐng)的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本申請(qǐng)，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本申請(qǐng)可以有各種更改和變化。凡在本申請(qǐng)的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍之內(nèi)。