VOC檢測儀助力鋰電池漏液快速檢測

隨著聚合物電池工藝發展和客戶要求的不斷提高，漏液已經成為聚合物電池質量控制難點，也是產品質量核心競爭力的載體，如何防止漏液電池產生，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，其內部的電解液漏出，同時外部空氣進入電池體內，引起電池鼓氣的現象，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漏液的問題，工程技術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。這種方法是傳統的方法，也是在現實中容易操作的，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，在漏液電池內外形成較大的壓差，電解液可能被伴隨著內部產氣流出電池，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、泄漏物質檢測，電池一旦發生漏夜，其內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生漏液, 這種方法的局限性在于沒有成形的測試機構，對電解液特別敏感，應用較少，一般較多的使用PH試紙，石蕊試液等化學試劑。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。

在檢測方案設計之初，我們按照第三種方法進行開發，并將重點先確定在能夠檢測電解液的儀器開發上來，通過市場調研，我們了解到VOC檢測儀能夠對有機物很敏感，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 )對有機揮發組分進行檢測的儀器，用于微量VOC揮發檢測，主要應用于環境檢測、室內環境，安監，工廠廢氣排放等行業。工作過程及原理是:通過內置的空氣泵將待檢測環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，轉化成數字顯示出來，數值的大小反應環境中的有機氣體的摩爾含量，一般單位為PPb、PPm。

方案設計原理路徑分析

1、VOC檢測儀對有機揮發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，不同環境能夠引起VOC檢測儀的示數發生明顯的變化。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，其內部電解液不會出現在電池外部，少量的有機揮發組分，實驗測試時，引起VOC檢測儀較小示數變化或者不能引起示數變化，測試數值小表明無大量有機揮發物，電池無破損，判定電池OK。

(2)漏液電池，密封失效，其內部的電解液能夠通過某種方式從泄漏點逸散到電池外部，電解液分解產生揮發性或其小分子組分逸出，實驗測試時，被VOC檢測儀檢測到，引起示數較大變化，測試數值大表明有大量有機揮發物，電池可能漏液或表面有電解液，判定電池NG。

3、優化實驗方案設計

檢測參數優化

( 1 )設計單次檢測數量(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量和真空保持時間對檢測系統的影響。

(2)設計固定抽真空時間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，分析其差值。

(3)固定抽真空時間15s，單次檢測正常電池數量24只，動態偵測VOC檢測儀抽氣檢測時的數值變化，分析其有利讀數時間。

通過對實驗結果及數據的分析發現，隨著單次檢測正常電池數量的增加，真空保持時間增加，測試值增加;各組不同檢測個數的讀數，第10s和第15s之間的差值是基本一致的，即其數值變化率相當;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，因此有利讀數時間在5- -10s范圍內。

通過以_上的分析和改善，終確定VOC檢查漏液電池的參數為測試溫度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組分收集，測試環境穩定。

5、檢測方法驗證

對采用前述優化后的條件進行的驗證測量，從實驗數據的分析可以發現，正常電池的測試數值均小于測試上限值，且其值呈正態分布;漏液電池的測試數值均大于上限值，且其值無規律散亂分布;大型號電池測試數值遠遠大于小型號電池測試數值。以上數據均可量化反映正常電池與漏液電池的區別，可以判斷電池是否發生漏液。

結語

通過對聚合物鋰離子電池漏液檢測方法的研究，我們實現了新的應用，VOC檢測儀是聚合物鋰電池漏液有效檢測方法。