一种锂电池电解液挥发性物质泄漏的检测方法技术

本发明专利技术公开了一种锂电池电解液挥发性物质泄漏的检测方法，属于电池检测技术领域，本发明专利技术采用离子迁移谱技术，在负离子模式下，检测锂电池电解液的顶空挥发性物质，或检测锂电池钉刺孔的挥发性物质，或检测锂电池泄漏的挥发性物质。适用于对锂电池、手机、充电宝等电子设备的离线检测和在线检测，本发明专利技术的检测方法的特异性好，灵敏度高，检测速度快。检测速度快。检测速度快。

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池电解液挥发性物质泄漏的检测方法


[0001]本专利技术涉及电池检测
，具体涉及一种锂电池电解液挥发性物质泄漏的检测方法。

技术介绍

[0002]锂电池是目前在电子产品上使用范围最广泛的电池之一，也是新能源汽车产业的重要动力源。锂离子电池内部工作环境与电池外部的环境必须完全隔离，保证电池的正常工作，密封性的好坏直接决定电池能否正常工作。如果电池密封出现问题，则电池内部的电解液、气体等外泄，环境中的空气、水分等进入电池并参与电化学反应导致电池失效，造成内外部环境相通，电池内部电解液外泄(漏液)，空气进入电池引起电池的鼓气，充放电功能的丧失；此外，锂电池电解液由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐(六氟磷酸锂，LiPF6)、必要的添加剂等原料构成，其中有机溶剂的主要成分是碳酸二乙酯，碳酸二甲酯，碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯。锂电池在过充过程，电解液等材料会裂解产生气体，使得电池外壳或压力阀鼓涨破裂，氧气进入后与堆积在负极表面的锂原子反应，进而爆炸，产生危害。因此，锂电池电解液泄漏的检测方法对于锂电池的安全使用起着至关重要的作用。王先佑等人专利技术的气体检测系统及气体检测方法(专利号ZL201010624593.0)，公开一种气体检测系统及气体检测方法，该气体检测系统包括气体测量装置与计算机装置。其中，气体测量装置包括腔体、至少一光源、至少一诱导器、处理器与连结端口，计算机装置包括接合端口与运算器，连结端口电性连接接合端口。其中，该光源所发出光线的波长范围覆盖多种所要检测的气体的主要吸收光线波段；诱导器，设置于该腔体内且对应接收该光源所发出的一光线。该专利技术通过多波长光源照射到气体，气体吸收光线波段，导致诱导器接收的光线发生改变，从而进行气体的检测，该检测不具有特异性，容易受到干扰。
[0003]离子迁移谱(ion mobility spectrometry，IMS)技术是以离子迁移时间的差别来进行离子的分离定性技术，基于气相离子在弱电场中的迁移率差异来检测识别不同种类物质，适合于一些挥发性有机化合物的痕量探测，如大气污染物等。然而，将离子迁移谱用于电池电解液泄漏的检测方法的相关研究还未见报道。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本专利技术的目的是提供了一种锂电池电解液挥发性物质泄漏的检测方法，可以用于包括手机、充电宝、电动汽车的电池组和笔记本电脑等锂电池的电子设备或装置的电解液泄漏的挥发性物质检测。
[0005]本专利技术目的是通过以下方式实现：
[0006]一种锂电池电解液挥发性物质泄漏的检测方法，主要包括以下步骤，采用离子迁移谱技术，在负离子模式下，检测锂电池电解液挥发性物质的泄漏情况。
[0007]进一步的，离子迁移谱包括进样系统、迁移管、高压及漂移电场控制、气流驱动与环境参数监测、离子信号检测和中央控制器及显示系统等。
[0008]进一步的，离子迁移谱技术的实验条件为：迁移管温度为100～130℃，dopant为丙酮，dopant瓶温度为30～50℃，电压为9.0～10.0千伏。单向气流，开门时间为100微秒，漂气流速为2.0升/分钟，载气流速分别为0.25升/分钟，出口抽气流量为2.5升/分钟，抽气进样的流量为0.25升/分钟，每次分析时间为9秒钟。
[0009]进一步的，离子迁移谱的峰高阈值设定为0.1～0.3V。。
[0010]进一步的，一个检测周期的时间为3
‑
15秒。
[0011]进一步的，所述的锂电池电解液挥发性物质为空气稀释后的挥发性物质，稀释倍数范围为0～1000倍之间。
[0012]进一步的，所述检测方法以水杨酸甲酯作为标准进行校正。
[0013]进一步的，所述的锂电池电解液挥发性物质为锂电池电解液的顶部挥发性物质，或锂电池刺孔的挥发性物质，或锂电池泄漏的挥发性物质。
[0014]进一步的，所述检测方法可检测的电子设备或装置包括手机，充电宝，电动汽车的电池组和笔记本电脑等。
[0015]进一步的，所述检测方法的检测方式是连续检测，或者单次检测。
[0016]进一步的，可检测锂电池钉刺孔的挥发性物质，钉刺孔的直径为0.2mm
‑
2mm，钉刺孔的数量为1
‑
10个。
[0017]本专利技术相对于现有技术具有的有益效果如下：
[0018]1.本专利技术的离子迁移谱装置结构简单，特异性好，灵敏度高，检测速度快，能够实现痕量检测。
[0019]2.本专利技术的离子迁移谱检测方法操作简单、方便，适用范围广。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例，下面将对实施例涉及的附图进行简单地介绍。
[0021]图1为电池电解液顶空气体、锂电池钉刺小孔泄漏气体、水杨酸甲酯标准气体的检测谱图。
具体实施方式
[0022]下面结合实施例对本专利技术进行详细的说明，但本专利技术的实施方式不限于此，显而易见地，下面描述中的实施例仅是本专利技术的部分实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，获得其他的类似的实施例均落入本专利技术的保护范围。
[0023]实施例1
[0024]一种锂电池电解液挥发性物质泄漏的检测方法，采用离子迁移谱技术，在负离子模式下，检测锂电池电解液的顶部挥发性气体。
[0025]实验条件为：迁移管温度为120℃，dopant为丙酮，dopant瓶温度为40℃，电压为9.0千伏。单向气流，开门时间为100微秒，漂气流速为2.0升/分钟，载气流速分别为0.25升/分钟，出口抽气流量为2.5升/分钟，抽气进样的流量为0.25升/分钟，每次分析时间为9秒钟。
[0026]以水杨酸甲酯作为标准进行校正，其迁移常数k0为1.47，本试验中迁移时间为4.65毫秒。
[0027]用一次性2ml注射器，抽取锂电池电解液的顶部挥发性气体，对准进样口缓慢推出注射器内气体，未稀释直接进样，仪器自动抽取气体进样并自动进行单次分析。
[0028]分析结果是，电解液的顶部气体有二个离子迁移谱峰，出峰时间分别为3.85毫秒和4.47毫秒。对应的迁移常数k0分别为(4.65*1.47)/3.85＝1.78,(4.65*1.47)/4.47＝1.53。出峰信号强度分别为大于2.2V和大于1.9V。
[0029]实施例2
[0030]一种锂电池电解液挥发性物质泄漏的检测方法，采用离子迁移谱技术，在负离子模式下，检测锂电池电解液的顶部挥发性气体。
[0031]实验条件为：迁移管温度为120℃，dopant为丙酮，dopant瓶温度为40℃，电压为9.0千伏。单向气流，开门时间为100微秒，漂气流速为2.0升/分钟，载气流速分别为0.25升/分钟，出口抽气流量为2.5升/分钟，抽气进样的流量为0.25升/分钟，每次分析时间为9秒钟。
[0032]以水杨酸甲酯作为标准进行校正，其迁移常数k0为1.47，本试验中迁移时间为4.65毫秒。
[0033]用一次性1ml注射器，抽取锂电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂电池电解液挥发性物质泄漏的检测方法，其特征在于：采用离子迁移谱技术，在负离子模式下，检测锂电池电解液挥发性物质的泄漏情况。2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于：所述离子迁移谱包括进样系统、迁移管、高压及漂移电场控制、气流驱动与环境参数监测、离子信号检测和中央控制器及显示系统。3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于：所述离子迁移谱技术的实验条件为：迁移管温度为100～130℃，dopant为丙酮，dopant瓶温度为30～50℃，电压为9.0～10.0千伏，单向气流，开门时间为100微秒，漂气流速为2.0升/分钟，载气流速为0.25升/分钟，出口抽气流量为2.5升/分钟，抽气进样的流量为0.25升/分钟，每次分析时间为9秒钟。4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于：所述离子迁移谱的峰高阈值设定为0.1～0...

【专利技术属性】
技术研发人员：李京华，李东明，王卫国，仓怀文，李海洋，鞠帮玉，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：