[发明专利]一种电池质谱进样系统

说明书

本发明公开了一种电池质谱进样系统，包括：用于放置电池的电池测试装置，用于为电池提供工作所需工作参数的电池测试系统，用于对电池的产气进行质谱分析的质谱仪，能够将电池的产气排出的排气装置，能够通过载气将电池产气带到质谱仪和排气装置的载气进样系统；其中，载气进样系统包括：阀组件，与电池测试装置的出气口连通的第一进样管路；第一进样管路包括第一支路和第二支路，第一支路与质谱仪连通，第二支路与排气装置连通，阀组件用于控制第一支路和第二支路的通断以及流量。上述电池质谱进样系统能够适用于商用软包电池和柱状电池等大容量电池，并保证了电池产气测试结果的准确性。

技术领域

本发明涉及电池测试技术领域，更具体地说，涉及一种电池质谱进样系统，能够适用于商用软包电池和柱状电池等大容量电池。

背景技术

在电池工作过程中电极/电解液界面较易发生不可逆反应，释放可燃性气体，例如甲烷、乙烯、氢气等，导致电池失效甚至起火爆炸，存在安全问题。为了解决电池失效所带来的安全问题，需要在线研究电池电极界面产气情况并分析气体释放根本原因。

微分电化学质谱作为一种在线/原位电化学分析技术，可以原位定性和定量研究电池电极界面气态产物的消耗和释放情况。微分电化学质谱主要有膜进样和载气吹扫两种进样模式。膜进样要求电化学装置通过法兰直接连接到质谱进样口，并用聚四氟乙烯膜隔开电解液和质谱真空进样口，产生的气体/挥发性产物通过压差扩散进入到质谱中进行分析。这样，电池需要特殊设计才能满足使用要求，并且聚四氟乙烯膜也不能有效隔离有机电解液与质谱真空进样口。载气吹扫可直接携带电化学反应产气进入质谱进行分析，电化学体系和进样系统相对独立，因此载气吹扫进样方式常被用于电池的产气分析。

现有载气吹扫进样系统只适用于实验室科研适用的小型模型电池，不能直接耦合实际电池，尤其是商用软包电池和柱状电池等大容量电池。此外，如果在不改动载气吹扫进样系统的前提下直接耦合商用软包电池和柱状电池等大容量电池，大容量电池单位时间内的产气量较载气流量波动较大，气体校准系数不能视为常数则无法保证测试结果的准确度。此外，商用软包和柱状电池等大容量电池的电解液用量较大，载气吹扫也容易携带挥发的电解液进入并污染质谱仪。

综上所述，如何提供一种电池质谱进样系统，以适用于商用软包电池和柱状电池等大容量电池，并确保测试结果的准确度，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种电池质谱进样系统，以适用于商用软包电池和柱状电池等大容量电池，并确保测试结果的准确度。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电池质谱进样系统，包括：

用于放置电池的电池测试装置，

用于为所述电池提供工作所需工作参数的电池测试系统，

用于对电池的产气进行质谱分析的质谱仪，

能够将所述电池的产气排出的排气装置，

能够通过载气将电池产气带到所述质谱仪和所述排气装置的载气进样系统；

其中，所述载气进样系统包括：阀组件，与所述电池测试装置的出气口连通的第一进样管路；所述第一进样管路包括第一支路和第二支路，所述第一支路与所述质谱仪连通，所述第二支路与所述排气装置连通，所述阀组件用于控制所述第一支路和所述第二支路的通断以及流量。

优选地，所述排气装置为真空泵。

优选地，所述阀组件包括：三通阀，串接在所述第一支路上的第一阀门，以及串接在所述第二支路上的第二阀门；其中，所述三通阀的进阀口和所述出气口连通，所述三通阀的两个出阀口分别与所述第一支路和所述第二支路连通。

优选地，所述第二阀门为针阀。