[发明专利]一种全自动化电化学质谱分析系统

说明书

本发明涉及一种全自动化电化学质谱分析系统，包括：电池测试盒，用于容纳被测电池；电池测试系统，用于控制被测电池充放电及测试被测电池的电化学参数；气体输送控制系统，连接电池测试盒、标准气体、真空泵和质谱分析模块；气体输送控制系统包括控制器和输送系统，控制器控制输送系统，用以接通或关断电池测试盒与质谱分析模块之间的连接，标准气体与质谱分析模块之间的连接，以及接入或断开真空泵与输送系统的连接；质谱分析模块包括：过滤器，用于对通过输送系统送入质谱分析仪的气体进行过滤；冷阱，用于对过滤后的气体进行冷却；质谱分析仪，用于对输送系统中的气体进行质谱分析检测；真空泵，用于将电化学质谱分析系统中的气体排出。

技术领域

本发明涉及电化学分析技术领域，尤其涉及一种全自动化电化学质谱分析系统。

背景技术

电池在我们日常生活中扮演着不可或缺的角色。电池的高效和安全工作与其电化学的可逆性息息相关。然而，在电池的实际工作过程中，电极/电解液界面会发生众多的不可逆反应，并释放可燃性气体，导致电池的容量衰退甚至严重的安全问题，如起火爆炸等。因此，理解电池电极/电解液界面反应机制，尤其是气体释放机制，对于高比能电池的理性设计至关重要。

在目前现有技术中，微分电化学质谱是少有的定性和定量气体消耗/产生的原位分析技术，被视为分析电池内部气体释放/消耗情况以及解析电池界面反应机制的强有力工具。

然而，现有微分电化学质谱技术仅存在于科研实验室的模型电池(容量极小)研究，并未普及到商用软包、硬壳和柱状电池(大容量电池)的直接分析应用中，这极大限制了电化学质谱在工业生产中的应用。此外，对于容量较大的商用软包或柱状电池来说，其充放电的时间周期较长，电化学质谱分析需要耗费极大的人力，这显然对工业生产成本是不利的。

因此，如何提供一种适用于商用电池的全自动化电化学质谱分析系统，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种全自动化电化学质谱分析系统，适用于商用软包、硬壳和柱状电池等的电化学质谱分析，系统结构简单，在不改变电池工作条件的前提下能够获得可靠准确的测试结果。

为此，本发明实施例提供了一种全自动化电化学质谱分析系统，包括：

电池测试盒，用于容纳被测电池；

电池测试系统，用于控制所述被测电池充放电及测试被测电池的电化学参数；

气体输送控制系统，连接所述电池测试盒、标准气体、真空泵和质谱分析模块；所述气体输送控制系统包括：控制器和输送系统，所述控制器控制所述输送系统，用以接通或关断所述电池测试盒与质谱分析模块之间的连接，所述标准气体与质谱分析模块之间的连接，以及接入或断开所述真空泵与所述输送系统的连接；

质谱分析模块，包括依次连接的过滤器、冷阱和质谱分析仪；所述过滤器用于对通过所述输送系统送入所述质谱分析仪的气体进行过滤；所述冷阱用于对所述过滤后的气体进行冷却；所述质谱分析仪用于对所述输送系统中的气体进行质谱分析检测；

真空泵，用于将所述电化学质谱分析系统中的气体排出。

优选的，所述输送系统包括：第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀第五电磁阀、第一三通连接器、第二三通连接器和气体定量环；

所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀第五电磁阀均由所述控制器控制；

所述第一电磁阀的一端连接电池测试盒的出气口，另一端接第一三通连接器的第一接口；所述第三电磁阀的一端连接标准气体，另一端接第一三通连接器的第二接口；所述第一三通接口的第三接口连接所述第二电磁阀的一端；所述第二电磁阀的另一端接气体定量环的输入端；气体定量环的输出端接第二三通连接器的第一接口；第二三通连接器的第二接口接第五电磁阀连接到真空泵；第二三通连接器的第三接口接第四电磁阀的一端，第四电磁阀的另一端接过滤器的输入端口。