[实用新型]一种铝壳锂离子胀气电池取气测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种铝壳锂离子胀气电池取气测试装置。

背景技术

近年来，锂离子电池因工作电压高、能量密度大、无记忆效应、自放电率小、对环境友好等优异性能得到了迅猛发展。中国锂电产业持续高速增长，不同领域的广泛应用对于锂离子电池的性能提出了更高的要求。

锂离子电池在进行充放电过程中会产生气体，主要是因为电解质溶剂的分解。尽管常用的电解质中烷基碳酸酯溶剂的氧化电势较高（在4.5-5V之间），但在较高电势下仍会被氧化产生包括CO、CO2以及含有酯键、羟基以及醛基的有机物。同时在低电势下，会在负极的表面发生分解从而产生烯烃气体。除了电解质溶剂的分解，还存在电解质中的锂盐的产气问题：如最常用的LiPF6，分解温度只有80-85℃。Li 盐的分解不仅影响其本身的稳定性，同时其分解产生的HF与PF5 与SEI膜中的Li2CO3、烷基碳酸锂和烷氧基碳酸锂反应，产生气体。产生的气体会引起极片膨胀以及增加电池内阻，从而对电池的循环性能产生非常大的影响。气体产生的量越多，电池的循环性能就越差，容量快速衰减。因此对锂离子电池胀气成分分析显得尤为重要。通过监测胀气电池气体组分及含量，能够更好地指导研究者们对电池材料以及电池设计进行优化和改进。

通过对铝壳锂离子胀气电池取气测试装置检测电池内部产气，可以分析胀气电池内部电化学反应机理，亦可研究不同电池设计、生产工艺、电极及电解液种类、存储方式、使用环境和充放电制度等条件下电池内部产气的作用机理，以便得出对于不同条件下产气的抑制处理手段。因此，提供一种胀气电池取气测试装置非常必要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种铝壳锂离子胀气电池取气测试装置，该测试装置能够快速分析铝壳锂离子胀气气体成份及含量。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：包括用于夹持胀气电池的夹具、用于导出胀气气体的取气针、用于驱动取气针进入胀气电池的步进电机、与取气针相连的真空泵及气体收集袋、与气体收集袋相连的气相色谱仪，所述的取气针为不锈钢材质的空心管体，取气针的头部设有便于刺穿胀气电池的尖部，所述取气针的尾部为与步进电机相连的实心结构。

所述的取气针上套设有橡胶或硅胶材质制成的O型密封套，该O型密封套的内径与取气针的外径相等，所述的O型密封套靠近取气针的头部设置，O型密封套在取气针刺穿胀气电池时与胀气电池之间形成密封。

所述取气针的外径为2～8mm，所述取气针的内径为0.5～2mm。

所述的气体收集袋通过第一导管与取气针相连，所述的第一导管上旁通有与真空泵相连的第二导管，所述的第一导管上设有第一气密阀，所述的第二导管上设有第二气密阀。

所述的第一导管及第二导管由橡胶或硅胶材质制成，所述的第一气密阀与第二气密阀由聚丙烯材质制成。

所述的夹具及步进电机均固定在底座上，且步进电机垂直于夹具设置，所述的底座及夹具由金属材料焊接而成，且夹具上设有调节螺丝。

所述的气相色谱仪配置有介质阻挡放电等离子体检测器。

所述的真空泵为油泵。

所述的气体收集袋为多层铝箔复合膜材质。

所述的夹具、取气针、步进电机、真空泵、气体收集袋、底座、胀气电池均置于手套箱内，所述的手套箱内充满惰性气体。

由上述技术方案可知，本实用新型的取气针在步进电机的控制下对胀气电池进行穿刺取气，胀气电池内部的气体通过第一导管、第一气密阀、气体收集袋后进入气相色谱仪进行气体成分及含量分析。整个装置制造简单、成本低廉、结构紧凑，可剖析不同工况下的电池胀气机理。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

如图1所示的一种铝壳锂离子胀气电池取气测试装置，包括用于夹持胀气电池10的夹具1、用于导出胀气气体的取气针2、用于驱动取气针2进入胀气电池10的步进电机3、与取气针2相连的真空泵4及气体收集袋5、与气体收集袋5相连的气相色谱仪6，取气针2为不锈钢材质的空心管体，取气针2的头部设有便于刺穿胀气电池10的尖部，取气针2的尾部为与步进电机3相连的实心结构。

进一步的，取气针2上套设有橡胶或硅胶材质制成的O型密封套7，该O型密封套7的内径与取气针2的外径相等，O型密封套7靠近取气针2的头部设置，O型密封套7在取气针2刺穿胀气电池10时与胀气电池10之间形成密封。