[发明专利]一种锂电池热失控释放能绝热测试系统及测试方法

说明书

本发明公开了一种锂电池热失控释放能绝热测试系统及测试方法，所述测试系统包括真空水浴冷却系统，数据采集系统和绝热测试系统；所述的真空水浴冷却系统包括水浴系统和第一真空泵，所述的水浴系统包括水浴循环管道和水浴冷却管道。本发明的测试系统采用真空隔热与水浴方式的锂电池热失控释放能绝热测试平台，测试数据准确可靠，能实时监测分析电池自反应热失控热放能量；通过数据接口，数据采集准确、及时，无延时性；通过水浴体统，能够对热失控反应起始环境温度进行控制；特殊设计的绝热测试系统，由绝热体和绝热层组成，防止热失控过程中电池对外进行热交换，影响实验数据精确度。

技术领域

本发明涉及锂电池热失控技术领域，具体涉及一种锂电池热失控释放能绝热测试系统及测试方法。

背景技术

锂离子电池作为现代移动设备上的能量源泉，虽然目前锂离子电池能够满足人们对其性能、容量和续航的要求，但是锂离子电池的安全性和稳定性任然困扰着锂离子的进一步发展，并且近年来随着以热失控为特征的锂离子电池系统的热安全事故的增多，锂离子电池的热安全性引起了更加广泛的关注，所以锂离子电池的热安全性是现代设计移动设备上以锂离子电池作为能量源而首先要考虑和解决的问题。

据美国联邦航空局FAA(Federal Aviation Administration)最新统计，2006年1月至2020年8月以来，全球共发生290起涉及作为货物或行李携带的锂电池的航空/机场事故，其中有多起直接导致机毁人亡。锂离子电池的热安全性，也就是锂离子电池会在一定的外界诱因下发生热失控。“热失控”是指电池内部出现放热连锁反应引起电池的温升速率急剧变化的过热现象。现代移动设备上的锂离子电池发生自燃，如：旅客携带到航空器上的充电宝、笔记本电脑和飞机的辅助动力电池组，以及逐年来高频发生的纯电动汽车自燃现象等等，主要就是由于电池发生热失控而引起热安全事件。电池热失控有诸多起因，如：(1)外部条件对电池的挤压、碰撞和穿刺导致电池内部发生变形和短路，从而引起热失控；(2)电池内部的电化学反应产生了锂枝晶，锂枝晶刺破隔膜导致正负极材料短接使电池内部发生短路，而引起热失控；(3)过高的外界温度加剧了电池内部传质过程的程度，同时使电池的副反应进一步加剧，最终导致热失控，使电池内部的温度达到了电池材料的燃点，而发生自燃甚至是爆炸。如今，国内外在真空隔热与水浴方式的锂电池热失控释放能绝热测试的有效方法和实验平台还不够完善，无法在真空环境及变温环境下来测试锂离子电池热失控以及热灾害的性能；也无法提供锂离子电池多尺度、多场耦合模拟方法研究。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种锂电池热失控释放能绝热测试系统及测试方法，用于测量锂电池热失控时的释放能量，通过绝热系统和真空水浴提高测量精确度，具有时间移植性好、测量数据准确、实时性好、响应特性好的特点，解决了上述背景技术中提到的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种锂电池热失控释放能绝热测试系统，所述测试系统包括真空水浴冷却系统，数据采集系统和绝热测试系统；所述的真空水浴冷却系统包括水浴系统和第一真空泵，所述的水浴系统包括水浴循环管道和水浴冷却管道。

优选的，所述的数据采集系统包括数据采集接口，所述数据采集接口设置在真空水浴冷却系统与绝热测试系统的连接处，用于采集流水速率、流水量以及热释放能量的数据。

优选的，所述的绝热测试系统包括热失控释放能绝热测试舱，所述热失控释放能绝热测试舱的上部设置有强电插排和弱电插排，强电插排对整个系统的运转提供动力源，通过弱电插排进行与外界信号传输和接入。

优选的，所述热失控释放能绝热测试舱由绝热体和绝热层组成，防止热失控过程中电池对外进行热交换，影响实验数据精确度。

优选的，所述的热失控释放能绝热测试舱内设置有点火装置，通过点火装置触发电池热失控。

优选的，所述的热失控释放能绝热测试舱内还设置有第二真空泵，所述第二真空泵能将热失控释放能绝热测试舱内进行抽真空。