[发明专利]锂离子电池短路检测装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池短路检测装置及其方法。

背景技术

自从实现锂离子电池的商品化以来，锂离子电池得到了迅猛发展的增长，特别是在电信和便式用电器领域，如手机、笔记本电脑、便携式摄像机等，日益居于主导地位。今后几年我国将有更多的企业投入到锂离子电池的生产。鉴于聚合物锂离子电池所具有的突出优点和广阔的市场前景，国家已将聚合物锂离子电池的产业化列为重点扶持和政策引导的对象，但是，聚合物锂离子电池在制造过程中，尚具有不完善之处，如：不能方便地制成各种形状电池，内阻较大电池的比容量不够高及安全方面还不够完美等。为了改变锂离子电池的状况，采用了正、负极及电解质聚合物膜的多层叠加组合的层压技术和软包装技术。该技术在实际生产中的技术难题之一是，容易使电池内部发生物理接触而产生短路。这些内部短路将导致电芯化成数据异常，使电芯性能受到极大的影响，严重时甚至使化成过程中电芯的电充不上去，造成“无电”电芯。这种情况严重地影响了电芯的合格率，电芯的质量分选工作造成了较大的困难。因此，准确地诊断电芯内部的短路情况非常重要。

锂离子电池内部短路有两种形式：一种是由电芯在层压和软包装过程中，阴阳极的集流体突破电解质隔膜，发生物理接触而形成短路，称之为物理短路：另一种是电芯在充放电循环过程中，由于电极活性材料和电解质隔膜材料自身起了化学变化而引起的局部电子导通，称之为化学短路。这两种短路所引起的一些电池表象是相同的，但由于两者的短路机理不一样，因此对电池的影响程度是不同的。一般而言，电池内部发生了化学短路，电池的各项性能不仅表现异常，而且随着电池的使用，电池的各项性能还可能较快地恶化；而物理短路则不同，电池的活性材料及电解质膜等关键性因素没有起变化，当物理短路不严重时，电池的电化学反应基本不变，化成时因有一部分电流通过内部物理接触短路而流失，使得电芯活性物质的实际电流密度与化成工艺预期达到的目的不同而造成化成异常；存放、使用过程中，因内部存在回路而使电池自放电大和放电容量小、充放电效率低。如果物理短路足够小，这种测得的电池“异常”对电池的使用影响就会极小。当物理短路严重时，大量的电流在电池内部被“流失”，电芯将充不上电；如果这种现象发生在化成之后，由于短路过热使电池内部的电化学反应机制发生变化，电池有可能会产生鼓气等现象。

此外，不管哪种短路，无论是外部短路还时内部短路，电池都会因短路产生大量的热量，而且温度非常高，在断路之前，足以融化一般金属，可能会造成火灾，也可能会烧坏用电器等，使得财产和生命安全受到威胁。

目前锂离子池短路检测装置市场面上有很多设备，如电池短路综合测试仪、万用表、遥控大电流短路装置等等，所有的测试仪只单测试电芯的某一项指标，如万用表，只能测试电芯短路，但测试不出铝塑膜短路，同样电池短路综合测试仪也只显示电池短路，不能区分电芯短路还是铝塑膜短路。从而无法适用于测试聚合物电芯的短路，因此，在一定程度上影响到电池的安全隐患，从根本上制约产品的质量，大大降低了客户的满意度。

发明内容

有鉴于此，提供一种省时高效、操作方便快捷的锂离子电池短路检测装置及其检测方法，可同步同时区分电池是电芯短路还是铝塑膜短路，从而大大降低生产电芯的成本及安全隐患，提高生产效率。

一种锂离子电池短路检测装置，所述锂离子电池包括电芯、分别电气连接于电芯的正极耳和负极耳以及用于封装电芯的铝塑膜，所述检测装置包括检测电路、驱动机构、滑动机构、用于探测正极耳和负极耳的极耳检测探针、用于探测铝塑膜的膜检测探针，所述滑动机构与驱动机构连接并在驱动机构的驱动下滑动，所述极耳检测探针和膜检测探针连接于所述滑动机构，所述极耳检测探针和膜检测探针分别电气连接于所述检测电路，所述膜检测探针与极耳检测探针在滑动机构带动下做同步运动。

以及，一种锂离子电池短路检测方法，其采用如上所述的锂离子电池短路检测装置进行检测，所述检测方法包括以下步骤：

将待测电池放置于检测位置，使电池的极耳位置分别对应于膜检测探针与极耳检测探针；

控制驱动机构驱动滑动机构滑动，带动膜检测探针与极耳检测探针同步运动，使膜检测探针与极耳检测探针分别与电池的铝塑膜和极耳接触；

开通检测电路，检测电池正极耳和负极耳的极耳检测探针之间电路连接是否存在异常，如果存在异常，则判断电池为电芯短路，以及检测膜检测探针与极耳检测探针之间电路连接是否存在异常，如果存在异常，则判断电池为铝塑膜短路。