锂离子电池的氦检工序
接下来，就让我们深入地了解一下氦检工序的原理、关键控制点，以及常见异常和解决措施。
客户基本用途需求：
氦检机适用于锂电池电芯壳体的泄漏检测，自动化程度高，能实现全自动无人化生产。设备可满足机械手同步上料、下料，工件单独检漏、单独记录，合格品和不合格品自动分拣、输送，极大地减少了人工操作造成的失误。该设备检漏精度高，误检率低，符合客户产能需求，适合现代化生产线。
客户要求设备的基本参数：
总优率FTY(First Time Yield)>99.9%；故障率<1%；氦检机PPM（Part Per Minute）≥12；舱体极限真空度<10Pa；
氦检：为电池安全把关
（一）探秘氦检原理
在锂离子电池的生产过程中，氦检工序可以说是至关重要，它肩负着保障电池密封性和安全性的重要使命。锂离子电池内部的电解液具有强腐蚀性和易燃性，如果电池的密封性不佳，电解液一旦泄漏，不仅会严重影响电池的性能和寿命，还可能引发短路、起火甚至爆炸等极其危险的情况。而氦检工序能够及时、精准地检测出电池的微小泄漏，为电池的质量和使用安全提供了坚实可靠的保障。
氦检，主要依靠的是氦质谱检漏仪。利用氦气作为示踪气体来进行检测。
为什么会选择氦气呢？这是因为氦气具有诸多独特的优点。首先，氦气是一种惰性气体，化学性质极其稳定，不会与电池内部的各种物质发生化学反应，这样就不会对电池的性能产生任何不良影响。其次，氦气分子非常小，扩散性极强，能够迅速地穿过极其微小的漏孔，哪怕是极其细微的缝隙，它也能轻松通过，这使得它成为了检测微小泄漏的理想选择。再者，氦气在空气中的含量极低，这样就可以有效地避免环境因素对检测结果的干扰，确保检测结果的准确性和可靠性。
氦质谱检漏仪的工作过程可以说是一场微观世界里的 “精密探测之旅”。
当被检测的电池处于一定的检测环境中时，氦气会被充入电池内部或者周围环境中（具体充入方式会根据不同的检测方法而有所不同）。如果电池存在漏孔，哪怕这个漏孔极其微小，氦气分子也会迅速地通过漏孔扩散出去。此时，氦质谱检漏仪就开始发挥它的神奇作用了。它内部的离子源会发射出电子，这些电子在电场的加速下，会与扩散进来的氦气分子发生碰撞，使氦气分子电离成氦离子。这些氦离子在电场和磁场的共同作用下，会按照特定的轨迹运动，就像在微观世界里跳着一场精密的 “舞蹈”。最终，这些氦离子会被收集器收集，形成氦离子流。氦质谱检漏仪通过精确地检测氦离子流的强度，就能够准确地判断出是否存在漏孔，以及漏孔的大小和位置。可以说，氦质谱检漏仪就像是一位微观世界里的 “神探”，能够精准地捕捉到任何可能存在的泄漏线索。
在锂电池的生产中，常用的氦检方法是真空压力法。
这种方法的操作过程相对复杂，但却能够实现高精度的检测。具体来说，首先会将被检测的电池整体放入一个真空密封室内，这个真空密封室就像是一个 “神秘的检测舱”，为检测提供了一个相对独立、稳定的环境。真空密封室与辅助抽空系统和氦质谱检漏仪紧密相连，就像一个紧密协作的 “检测团队”。被检电池的充气接口通过连接管道引出真空密封室后，再与氦气源相连。当检测开始时，辅助抽空系统会迅速地将真空密封室内的空气抽出，使密封室内形成真空环境。然后，氦气会通过连接管道充入电池内部。如果电池存在漏孔，氦气就会迅速地通过漏孔进入真空密封室，进而进入氦质谱检漏仪。检漏仪通过检测进入的氦气，就能准确地判断出电池是否存在泄漏，以及泄漏的程度。这种真空压力法的优点非常显著，它的检测灵敏度极高，能够检测出极其微小的泄漏，哪怕是漏率极低的漏孔也难以逃过它的 “火眼金睛”。同时，它还能实现对任何工作压力下电池的漏率检测，能够真实、准确地反映被检电池的实际泄漏状态，为电池的质量评估提供了可靠的数据依据。
（二）关键控制点不放松
在氦检工序中，有几个关键控制点是绝对不能放松的，这些控制点直接关系到检测结果的准确性和可靠性，对保障电池质量起着决定性的作用。
首先是氦检设备的参数设置。氦检设备的各项参数，如检测压力、检测时间、氦气流量等，都需要根据电池的类型、尺寸、设计要求以及生产工艺等因素进行精确的调整和优化。以检测压力为例，如果检测压力设置过低，可能会导致一些微小的漏孔无法被检测出来，从而使有潜在质量问题的电池流入下一道工序，给产品质量埋下隐患；而如果检测压力设置过高，又可能会对电池造成不必要的损伤，影响电池的性能和寿命。因此，在实际生产中，需要通过大量的实验和数据分析，结合电池的具体特性，确定最佳的检测压力范围。同时，还需要定期对设备参数进行校准和检查，确保设备始终处于最佳的工作状态，以保证检测结果的准确性和一致性。
环境条件的控制也至关重要。氦检工序对环境的要求比较严格，环境温度、湿度以及空气中的氦气含量等因素都可能会对检测结果产生影响。环境温度过高或过低，都可能导致电池材料的热胀冷缩，从而影响电池的密封性，使检测结果出现偏差。湿度较大时，空气中的水分可能会进入电池内部，与电解液发生反应，影响电池性能的同时，也会干扰检测结果。而如果检测环境中氦气含量过高，就会形成较高的背景噪声，导致检漏仪难以准确地检测出电池本身的泄漏信号，从而出现误判。因此，为了确保检测结果的可靠性，需要将检测环境的温度和湿度控制在合适的范围内，同时要保持检测环境的通风良好，尽量降低环境中氦气的含量。通常情况下，会将检测环境的温度控制在 20℃ - 25℃之间，相对湿度控制在 40% - 60% 之间，并且要定期对环境中的氦气含量进行检测和监控。
检测流程的规范同样不容忽视。从电池的上料、定位、检测，到检测后的下料、数据记录等每一个环节，都需要严格按照既定的操作流程进行。在电池上料时，要确保电池的位置准确无误，避免因位置偏差而导致检测不准确。检测过程中，操作人员要密切关注设备的运行状态和检测数据，如发现异常情况，要及时停机进行检查和处理。检测完成后，要准确地记录检测数据，包括检测时间、检测结果、电池编号等信息，以便后续的质量追溯和数据分析。同时，还要对检测后的电池进行妥善的分类和处理，将合格电池和不合格电池分别存放，避免混淆。
（三）异常情况巧应对
检测结果异常是比较常见的一种情况。
当检测结果显示电池存在泄漏，但实际情况可能并非如此简单，需要仔细地分析原因。一方面，可能是电池本身存在缺陷，如外壳焊接不牢固、密封胶涂抹不均匀等，导致真正的泄漏发生。对于这种情况，需要对不合格电池进行详细的检查和分析，找出具体的泄漏位置和原因，然后根据问题的严重程度进行相应的处理。如果是轻微的泄漏，可以通过重新焊接、涂抹密封胶等方式进行修复；但如果问题比较严重，就需要直接报废该电池，以避免潜在的安全风险。另一方面，检测结果异常也可能是由于检测设备故障、环境干扰等外部因素引起的。比如，氦质谱检漏仪的传感器出现故障，可能会导致检测数据不准确；检测环境中突然出现高浓度的氦气干扰，也可能使检漏仪误判。当怀疑是外部因素导致检测结果异常时，首先要对检测设备进行全面的检查和校准，确保设备正常运行。可以使用标准漏孔对检漏仪进行校准测试，检查设备的检测精度是否符合要求。同时，要对检测环境进行排查，查看是否存在可能的干扰源。如果发现环境中存在氦气泄漏等问题，要及时采取措施进行清理和排除，然后重新对电池进行检测。
设备故障也是氦检工序中可能面临的问题之一。氦检设备是一个复杂的系统，由多个部件组成，任何一个部件出现故障都可能影响设备的正常运行。常见的设备故障包括机械泵故障、分子泵故障、质谱室故障等。机械泵故障可能表现为无法启动、运行声音异常、排气口冒烟等。当出现这些故障时，首先要检查电源电压是否正常，开关是否打开，绕组是否断路或接地，电机是否过热等。如果是电机过载等简单问题，可以通过重新启动电机、调整负载等方式解决；但如果是电机损坏等较为严重的问题，就需要更换新的电机。分子泵故障可能导致 TMP 显示为 0、加速指示灯不亮、故障灯亮等情况。遇到这些问题时，需要检查前级压力是否过高、分子泵的叶片或转子是否损坏、电路板上的保险丝是否烧断、电路板设置开关是否正确、风扇是否停止运行等。根据具体的故障原因，采取相应的解决措施，如调整前级压力、更换损坏的部件、修复电路板等。质谱室故障可能表现为灯丝无法正常启动、本底信号波动等。对于灯丝无法正常启动的问题，需要检查离子源是否损坏、离子源航空插座与接线柱是否开路等，必要时更换离子源或修复相关线路。如果是本底信号波动异常，可能是放大器故障或质谱室受到污染等原因引起的，需要定位故障并交由专业维修人员进行处理。
原文标题 : 探秘锂离子电池-氦检工序
