摘要：介紹了鋰離子電池氣密性檢測和檢漏（lòu）的重要性、泄漏原理和氣密性檢（jiǎn）漏方（fāng）法，對氣密性檢（jiǎn）測技術在鋰電池（chí）行業中的應用進行了分析，最後指出了在（zài）生產中確保檢測（cè）效果需要注意的問題和關注的重點。

一、鋰離子電池（chí）氣（qì）密性檢測方法介紹

各行（háng）各業中產品的泄漏問題危（wēi）害巨大，在鋰離子（zǐ）電池行業（yè），產品密封不良會導致電池性（xìng）能嚴重下降、電解液滲漏、電池鼓脹甚至爆炸等嚴重後果，致使產品信譽（yù）嚴重受損，當（dāng）今社會越來越重視產品的安全性，因此，鋰離子電池密（mì）封（fēng）性（xìng）的優劣至關重要。

市場上的鋰離子電池根據殼體的不同，主要分為（wéi）塑料殼體（tǐ）鋰離子電池、金（jīn）屬殼體鋰離子電（diàn）池和鋁塑膜軟包裝鋰離子電池三種，前期鋰離子電池行業多采用正壓氣泡檢漏法，該種檢（jiǎn）測方法（fǎ）容易導致電（diàn）池殼（ké）體發生難以（yǐ）恢複（fù）的形變，尤（yóu）其對（duì）於金屬（shǔ）殼體和鋁塑膜軟（ruǎn）包裝鋰離子並不適（shì）用，再加（jiā）上檢測效率和準確率（lǜ）低下，因此盡快探尋一種合適的檢漏方法（fǎ）迫在眉睫。

當前鋰離子電池行業采用的檢漏方式主要有以下幾種：水檢目視檢漏、氦質譜檢漏、直壓（yā）檢漏、流量檢漏、差壓檢漏等。由於氣體之間的作用力以排斥力為主，從（cóng）泄漏（lòu）機理上來講，氣密性檢漏技術是完全可行的[1]，市場上檢（jiǎn）漏（lòu）設備總體分為三類：正壓檢（jiǎn）漏儀、負壓檢漏儀和氦質譜檢漏儀。氦質譜檢漏儀（yí）精度最高，在密封性要求嚴格的（de）產品應用甚廣，但是對檢測管路的密封性和工（gōng）裝夾具也要求極高，需要頻繁維護，其高額（é）的檢測成本也讓很多行（háng）業望而卻步，因此，需要（yào）通過反複（fù）實踐尋（xún）找（zhǎo）一（yī）種經濟可行的檢測方（fāng）式，並確保檢測效果能完全滿足生產需要（yào）。

二、氣密性檢（jiǎn）測技術概述

想要獲得最有效的檢漏方法首先要了解泄漏產生的原因。泄漏是由產品自（zì）身存在漏孔導致的，分為物理漏孔和（hé）分子（zǐ）漏孔兩大類，物理漏（lòu）孔指裂紋或氣泡，分子漏（lòu）孔（kǒng）指由於分子間存在間隙所造成的泄漏，例如利用氦氣對石英（yīng）玻璃的微穿透作用可（kě）做成氦質譜檢漏儀用的標準漏孔。根據漏孔的種類，泄漏可以分為以下兩種：一種是（shì）由於工件殼體有貫穿的裂紋或微小的孔，流體（tǐ）在容器內外壓力差的作用下，向外泄漏（lòu），此種泄漏是多數產品的主要泄漏源；一（yī）種是由（yóu）於（yú）被測工件有較多不（bú）貫穿的裂（liè）紋和氣泡，同時（shí）材料的存放氣性能差（chà），造成檢漏時（shí）抽不到要求的低真空（kōng）度或（huò）加（jiā）壓後壓力下降過快、水檢時無氣泡等。鋰離子電池內（nèi）部電芯即可判定產品密（mì）封性能是否達標。

圖1 氣密（mì）檢測儀結構示意圖

其中（zhōng），1為氣源；2為減壓閥（fá）；3為測試壓力傳感器；4為加壓排氣閥；5為平衡（héng）閥；6為差壓傳感器；7為球閥；8為（wéi）基準物；9為（wéi）被（bèi）測物；10為球閥；11為容積校正器；12為（wéi）平衡閥。

具體檢測過程共分4個階段：抽氣階段，平衡（héng）階段（duàn），測試階段（duàn）和泄壓階段，如圖2所示。

圖2 測試過（guò）程圖示

1、抽氣階段。閥門4、5、12同時（shí）打開，真（zhēn）空源接入（rù），對被測物、基準物、氣路抽真空，直至達到設定壓力（lì）。

2、平衡階（jiē）段。閥門4關閉，切斷真空源，閥門5和（hé）12保持打開狀態。此階段的時間設定至（zhì）關（guān）重要，要保證該階段結束時被測物和基（jī）準物內的壓（yā）力是相等的。

3、測試階段。閥門4、5、12同時（shí）關（guān）閉，達到設定時間後，計算（suàn）機根據被測物和基準物的壓差（chà），自動判定結果（guǒ）。

4、泄壓階（jiē）段（duàn）。閥門4、5、12同時打（dǎ）開，被測（cè）物和基準物與大氣相通，達到設定時間後即完成（chéng）整個檢測過程，將工件卸下即（jí）可。

三、負（fù）壓（yā）氣密檢漏技（jì）術（shù）在（zài）鋰電行業中的應用

目前，市場上鋰電行業采用的檢漏方式有很（hěn）多種，其中負壓氣密檢漏技術檢測後被檢產品殼（ké）體無形變、對檢測氣（qì）路密封性（xìng）能要求低、維護簡單、技術是由多達上百層的正負極片疊放在一起構成的，結構（gòu）致密，因此檢漏時第二種泄漏所產生的泄漏量也必須重視。檢漏時，這兩種泄漏所產生的泄漏量之和是否滿足標準即為（wéi）氣（qì）密性檢漏結果。

影響泄（xiè）漏的（de）因素很多，包括壓力、溫度、衝擊振動、化學腐蝕和髒堵等等。其中，檢測壓力、漏率、內容積和節拍稱為檢漏四要素。檢測壓力是指被測物所承受的（de）差力壓。檢測壓力和泄漏量的關係用公式（1）表示：

（1）其中，Q表示漏率，單位ml/min；VW表示內容積，單位ml；ΔP表示檢測壓力，單位Pa；t表示（shì）檢測時間，單位s。

其中溫度對（duì）差（chà）壓的影響較大，可用（yòng）公式（2）[2]表示：

（2）其中，ΔPt表示差壓，單位Pa；t表示室溫（wēn），單位℃；Δt表（biǎo）示內（nèi）溫變（biàn）化（huà），單位℃；P表示檢測壓力，單位kPa。

根據經驗，通常情況（kuàng）下溫度T上升10℃，泄漏量增加3～5%，但是從公式可以看出，對於負壓檢漏方式，溫度對差壓的影響相對要小的多。

“壓力衰減法”是現在世界（jiè）上最先（xiān）進的測漏儀普遍采（cǎi）用的測（cè）試方法，以差壓傳感器為感（gǎn）應（yīng）元件檢（jiǎn）測被測物和基準物之間壓力差來確定被測物是否存在泄漏和漏率大小的儀器或裝置叫差壓式氣密檢漏（lòu）儀。按測試壓力分為正壓檢漏設備和負壓檢（jiǎn）漏設備，負壓檢（jiǎn）漏又（yòu）包括三種測（cè）試方式，即（jí）收集式、壓降式（shì）和差壓式，其中差壓式應用最廣、精度最高。

負壓差（chà）壓式氣密性檢漏儀主要由計算機測量顯示係統、壓力傳感器、平衡（héng）閥、球閥、真空源、對比（bǐ）容器、通訊接口和氣路模塊等主要部件組成（chéng）。下圖1為結構（gòu）示意圖。檢測時必須選（xuǎn）擇密封性好且測漏時無形變發生的物體作為基準物，通過外接壓縮機或真空泵（bèng）向被測物和基準物同時衝正壓或抽負壓，達到設（shè）定壓強後[3]關斷氣源的（de）氣路閥門，被測物和基（jī）準物氣壓差會隨著時（shí）間發生變化，保（bǎo）持一段時間後檢測氣壓下降值成熟、精度高，是鋰（lǐ）電行業的（de）最佳（jiā）選擇。

生產實踐發現，負壓氣密（mì）檢漏儀在使用中需要從氣路密封性能穩定性、真空源穩定性、配套夾具易操作性、檢測儀檢測參數的（de）設定等方麵（miàn）進行重點考（kǎo）慮。

檢測過程（chéng）中，密封嘴和各氣路接口處的密封狀況（kuàng）[4]會對檢測結果產生極大影響，如果檢測設備自身密封效果就很差，檢漏結果（guǒ）將毫無參考意義，同時配套工裝的（de）加工（gōng）精度也會影響到檢漏係統的氣密性好壞，檢（jiǎn）漏儀要求有專用的配套檢漏工裝。實驗發現，氣源不穩定（dìng）會導致數據重複性較差，不同壓（yā）強（qiáng）下漏孔形變不同，檢測出的被測品泄漏量也不同，建議在氣源輸出端增加穩（wěn）壓閥，在檢測設備氣路入口端增加儲（chǔ）氣罐；此外，檢測儀參數（shù）設置對於檢測結（jié）果影響巨大，各階段時間（jiān）參數不同，泄漏量（liàng）、檢（jiǎn）測結果的可靠性、檢測效率等都會相應改變，設置時需要綜合考慮各類因素，進行大量實驗進行參數優化，以達到最佳檢測效果。在氣密性檢測中，泄漏判定標準是經驗值，將直接（jiē）影響檢測結果的可靠性，在實際生產中需要積累大量數據（jù）以確定最優判定標（biāo）準。

生產實踐證明采用真空差壓式氣密檢漏儀代替鋰電池行業常用的水檢目視判定的方法，電池殼體不（bú）會產生形（xíng）變，表麵不會鏽蝕，且（qiě）能提高生（shēng）產效率，檢（jiǎn）測準確率高，應用方便，真空差壓式氣密檢漏（lòu）儀在鋰電池行業具有很（hěn）高的使（shǐ）用價值（zhí）。

電池（chí）殼體的密封性（xìng）直接決定了電池的安全性能，密封不良的電池會發生電解液滲漏和電池性能下降等問題，在（zài）潮濕環境下使用的電池（chí）如果密封（fēng）不良（liáng），外界潮（cháo）濕氣體容易進入電（diàn）池內部，造成極片水（shuǐ）分超標進而引發殼體鼓脹，嚴重時甚至發（fā）生（shēng）爆（bào）炸。當前可供選擇的檢漏方式多種多樣，使用（yòng）前一定（dìng）要充分進行理（lǐ）論分析和生產驗（yàn）證（zhèng），綜合考慮產品的外觀、材質和結構特性（xìng），確保選擇一種完全（quán）滿足生產需要且經濟可行的檢漏方法。

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參考文獻：

作者（zhě）：康婷婷 中航鋰電洛陽有限公司

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