[发明专利]自动化样品热解装置

说明书

本发明涉及一种装置，其通过样品的热解来从样品(电池)产生气体，以收集或分析由于样品的热行为而在样品内部产生的气体。更具体地，提供了一种装置，其中不仅可以通过加热样品(电池本身)来产生由于样品(电池)的热行为产生的气体，而且可以自动控制用于收集或分析所产生的气体的一系列工艺。

技术领域

本申请要求在2017年12月4日提交的韩国专利申请No.10-2017-0164993和在2018年12月3日提交的韩国专利申请No.10-2018-0153259的优先权权益，通过引用将该两件申请的全部内容并入本文，以用于所有目的。

本发明涉及一种用于从样品产生气体的装置，用于根据样品的热行为(升温工艺、等温工艺等)收集或分析样品中产生的气体，更具体地说，涉及这样一种装置，其中，可以通过加热样品(例如，电池本身)根据样品的热行为来产生气体，并且可以自动控制被提供用于收集或分析产生的气体的一系列工艺。

背景技术

通常，存在二次电池的安全性的问题，例如近来锂离子电池的着火和爆炸。这种问题是由很多原因导致的。在这些原因当中，由于电池中的热解，从阴极材料的结构坍塌和电解分解产生大量气体，从而增加了电池的内部压力，导致诸如电池的膨胀、爆炸和着火的一系列现象，并且其是锂离子电池着火和爆炸的原因之一。

另一方面，作为常规技术，逸出气体分析(EGA)方法是用于使用热解器分析由样品热解产生的气体的技术，并且存在一种装置，用于对通过取出约10mg或更少的电池材料并将其热解所产生的气体进行分析，例如传统的逸出气体分析-质谱仪(EGA-MS)。

此外，在用于评估电池的热特性的常规技术中，存在加速量热仪(ARC)作为用于测量电池的卡路里的装置，并且这是一种精确地测量放热开始(exothermic onset)以测量在绝热环境中电池的热稳定性的加速量热仪。

发明内容

技术问题

上述常规技术仅在预先设定少量固体和液体样品时才适用，并且难以根据电池本身的热行为来掌握气体产生特性。因此，需要开发一种用于根据电池本身的热行为来收集和分析内部产生的气体的新装置。也就是说，需要一种能够分析根据电池本身的热行为而产生的气体的新概念装置，其不适用于传统的热解分析方法(TPD-MS等)。

技术方案

根据本发明一个实施例的自动化样品热解装置可以连接到气体分析仪器或气体收集器的前部以收集或分析通过加热样品产生的气体，该自动化样品热解装置的特征在于，可以包括：

反应器，样品被自动容纳在反应器中；以及炉，炉能够围绕反应器并能够加热样品，

其中，从自动化样品热解装置工作开始，向反应器中自动供应载气，直到满足第一预定条件为止，

在第二预定条件下，向气体分析器或气体收集器自动供应样品中产生的气体，

在第三预定条件下，自动停止向反应器中供应载气，并自动停止向气体分析器或气体收集器供应从反应器中的样品产生的气体。

有益效果

根据本发明，可以根据样品的热行为来收集或分析样品(例如，电池本身)中产生的气体，并且热解样品(电池本身)以收集和测量电池中产生的气体的过程是自动化的。这与用于收集二次电池中产生的气体的常规装置和方法完全不同。它可以根据样品的热行为来收集样品(电池)中产生的气体，并实时更精确地分析该气体，并且具有安全地保护操作者免受电池着火或爆炸危险的优点。另外，本发明具有对样品(电池)中产生的所有气体(诸如，电解分解气体以及样品(电池材料)中产生的O₂、CO₂、H₂O和CO)进行收集或分析的优点。

附图说明

图1和图2分别示出本发明的自动化样品热解装置的前透视图和后透视图。