[发明专利]一种有限空间内锂离子电池燃烧热值的测定装置及方法

说明书

本发明公开了一种有限空间内锂离子电池燃烧热值的测定装置及方法，包括电池，所述电池置于保温桶内，还包括热量计装置和充放电装置，所述热量计装置置于所述保温桶内，所述热量计装置内设有放热腔和包裹所述放热腔的吸热空间，所述放热腔内安置所述电池，所述吸热空间内注有吸热液体，所述充放电装置连接电池电极，以及该装置的使用方法。通过检测装置模拟电池在车内有限空间的环境，通过对电池过充电、对电池表面加热片加热和通过针刺装置三种方式触发不同电荷状态电池的热失控，并通过测量热量计装置内的液体的温度变化，根据公式计算出有限空间内不同电荷状态下锂离子电池燃烧热值。

技术领域

本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种有限空间内锂离子电池燃烧热值的测定装置及方法。

背景技术

近年来，电动汽车因动力电池引起的火灾事故频发，特别是随着新能源电动汽车的发展，对电动汽车的续航里程要求也在不断提高，高能量密度电池的研发的同时对安全性的关注也越来越高。锂离子电池作为电动汽车的核心部件之一，其安全性能至关重要直接影响到人员的生命财产安全。温度作为直接反映电池热状态的物理量，作为评测动力电池安全性的主要指标之一，为动力电池的热失控行为的成因、发生及演变规律提供理论依据。近年来，以热特性为衡量标准对动力电池热失控行为进行研究，特别是对大容量动力电池热失控行为进行研究和分析有诸多报道，目前测定电池热失控燃烧热值的方法大多较为复杂，而且没有考虑到不同电荷状态下电池处于车内有限空间内的热失控情况。

如中国专利CN109063410A，公开日2018年12月21日，一种锂离子电池热失控过程中的能量分析方法，该方法包括如下步骤：选定一锂离子电池对其进行热失控实验，收集残渣并测量燃烧热值；选定另一锂离子电池，对其进行拆解，分离正极、负极、电解液、隔膜、铝塑膜并测量燃烧热值，并通过量热仪测量正极和电解液共存下的燃烧热值、负极和电解液共存下的燃烧热值；计算锂离子电池热失控过程中释放的能量。采用间接方式测量锂离子电池热失控前后燃烧热值，采用加权方式分析锂离子电池热失控过程中释放能量，据此进行锂离子电池外部的防护措施，没有考虑不同电荷状态下电池燃烧热的不同，以及没有模拟电池在有限空间内热失控的情况。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：目前测定电池热失控燃烧热值的方法没有考虑到不同电荷状态下电池处于车内有限空间内的热失控情况的问题。提出了一种可以有效测定有限空间内锂离子电池在不同电池状态下热失控引发的电池燃烧热的热值的装置及方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种有限空间内锂离子电池燃烧热值的测定装置，包括电池，所述电池置于保温桶内，还包括热量计装置和充放电装置，所述热量计装置置于所述保温桶内，所述热量计装置内设有放热腔和包裹所述放热腔的吸热空间，所述放热腔内安置所述电池，所述吸热空间内注有吸热液体，所述充放电装置连接电池电极。将电池置于热量计装置内，将热量计装置置于保温桶内，形成模拟车内电池的有限空间，在热量计装置内注有液体，通过液体温度的变化经计算可以得出电池热失控时，外面装置吸收的热值是多少，从而对电池热失控的危害程度进行有效判断，充放电装置包括电池电流接线柱和电池电压采集接线柱，外部设备可以通过电池电流接线柱与装置内电池连接，实现电池的充放电，电池电压采集接线柱用于采集电池的电压数据，通过充放电装置调节装置内电池的电荷状态，实现对不同电荷状态的电池热失控时放出的热值的检测。

作为优选，所述热量计装置包括量热桶、内衬桶和测量热量计装置内液体温度的温度计，所述量热桶内为放热腔，所述量热桶置于所述内衬桶内，所述量热桶与所述内衬桶之间形成吸热空间，所述量热桶和所述内衬桶均设有底部支撑，所述量热桶、内衬桶和保温桶分别设有密封盖。为了方便电池的燃烧，测量装置还设有从外部直通热量计装置内的进气管以及出气管，在进气管以及出气管的端口设置阀门则是在不需要进气和排气的时候关闭阀门实现装置的密闭，热量计装置包括量热桶和内衬桶，量热桶和内衬桶之间装有液体，用于吸收电池放出的热量并根据温度变化进行电池热失控热值的测量，在量热桶和内衬桶的底部设置支撑既可以保持桶的平衡，又有助于保温，在三个桶上均设有密封盖，有助于模拟电池在车里有限空间内的状况。