[发明专利]一种锂离子电池电解液闭口闪点的自动测试系统及方法

说明书

本发明提出的一种锂离子电池电解液闭口闪点的自动测试系统，包括：支架台1、样品杯2、杯盖5、滑轨、电动马达6、控制与显示装置17、直流电源15、高压电供电模块和恒温泵4。本发明，通过控制与显示装置17的设置，实现了直流电源15、气源16、高压电供电模块和恒温泵4的智能化控制，实现了根据测试指令自动进行测试操作并根据实验过程的监控进行实验终止，实现了闪点测试的智能化和自动化。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池电解液闭口闪点的自动测试系统及方法。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、自放电率低、使用温度范围宽广、循环寿命长、无记忆效应等显著优点，被广泛应用于3C数码、新能源汽车、储能电站以及航空航天等领域。

电解液是锂离子电池必不可少的重要组成部分，对其容量、内阻、循环、倍率、安全性等各项性能都有重要影响，然而目前商业化电解液都含有大量碳酸酯类有机溶剂，具有较低的闪点，并且电解液存在于正负极之间的电势场中，在锂离子电池使用过程中由于电解液的氧化分解会产生氢气、甲烷、乙烯等可燃性气体造成电池内压升高，过渡金属氧化物正极材料在脱嵌锂离子过程中也会由于结构不稳定发生结构坍塌释放出氧气，这些因素都增大了电解液的可燃性，因此如何准确地测试锂离子电池的闪点温度对于开发安全性电解液配方和提高锂离子电池的安全性都有重要意义。

现有技术中，使用快速平衡法测定闪点，其原理是将规定体积的试验样品注入保持在受试材料预计闪点温度下的试验杯中，经过规定的时间后，点火并观察有无闪燃出现，在不同的温度点用新取的试样继续试验，直到测出闪点并达到规定的灵敏度。该测试方法一方面在测试电解液这种闪点较低的混合溶剂系统时灵敏度较低，另一方面没有考虑到电解液的特殊使用环境对实际闪点温度的影响。

可见，传统的闪点测试装置和方法不能有效评估电解液在锂离子电池内部真实环境下的闪点温度。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种锂离子电池电解液闭口闪点的自动测试系统。

本发明提出的一种锂离子电池电解液闭口闪点的自动测试系统，包括：支架台、样品杯、杯盖、滑轨、电动马达、控制与显示装置、直流电源、高压电供电模块和恒温泵；

样品杯和滑轨均安装在支架台上，杯盖安装在滑轨上并位于样品杯上方；电动马达与杯盖连接，用于带动杯盖沿着滑轨竖直滑动；

杯盖上安装有工作电极、对电极、温度传感器、压力传感器、火花塞和光电探测器；工作电极和对电极均与直流电源连接，火花塞与高压电供电模块连接；控制与显示装置分别连接温度传感器、压力传感器和光电探测器；

杯盖上还安装有气体进气管，气体进气管连接有气源；

杯盖位于滑动轨迹最低端时与样品杯密封组合，该状态下，工作电极、对电极均伸入样品杯，温度传感器、压力传感器、火花塞和光电探测器均位于样品杯内；

样品杯外周包覆有循环夹套，样品杯与恒温夹套之间形成保温腔；循环夹套上分别设有连接恒温泵输出口的保温夜流入口和连接恒温泵输入口的保温回流口。

优选的，火花塞与光电探测器比邻设置，且两者之间距离为2cm。

优选的，控制与显示装置还分别连接直流电源、高压电供电模块和气源并控制其工作。

优选的，控制与显示装置用于根据输入的测试指令通过电动马达驱动杯盖下移与样品杯密封组合，然后控制直流电源和气源工作，直至样品杯内达到正压力P；然后，控制与显示装置通过高压电供电模块控制火花塞持续点火，并通过恒温泵对样品杯进行持续升温；控制与显示模块还用于对温度传感器和压力传感器的检测值进行实时显示；