[实用新型]一种锂离子电池热失控特性测试装置

说明书

本实用新型涉及一种锂离子电池热失控特性测试装置，包括实验釜、固定装置、加热装置、针刺装置、摄像装置和控制装置。实验釜被设计为压力容器，安装了压力安全阀，防止实验过程中内部超压发生物理爆炸；实验釜上下各安装一处阀门，用于进气和出气；固定装置放置在实验釜内，用于固定加热板和锂离子电池；加热装置为两块大功率加热板；针刺装置固定在固定装置开槽中。本实验不仅可开展不同荷电状态锂离子电池在热滥用、针刺滥用和过充滥用三种滥用情形下热失控规律实验，还能通过收集、分析热失控产生的气体研究预警机制，将气体传感器集成放置釜内测试传感器灵敏度和有效性，对锂离子电池热失控预警、防控技术的研究意义重大。

技术领域

本实用新型涉及锂离子热失控实验设备技术领域，特别提供了锂离子在热滥用、机械滥用、过充滥用三种情形下热失控特性测试装置。

背景技术

由于锂离子电池具有能量密度高、开路电压高、重量轻和环境污染小等诸多优点，已在消费电子领域、交通工具领域和航空航天领域中得到了广泛应用。然而由于锂离子电池自身的工作原理或生产时导致的内部缺陷，当发生热滥用、机械滥用和过充滥用时会发生热失控现象，其内部隔膜融化，电化学反应快速发生并转化生热，释放各种气体、颗粒物，引发火灾或爆炸。

目前锂离子电池热失控特性测试装置大多只能简单地完成三种典型滥用中的一种或两种，如《一种非接触式模拟过热锂电池热失控试验平台》(CN202010100543.6)使用支架和夹具固定锂离子电池，将可控温纳米加热圈环绕电池，通过非接触式引发锂离子电池热失控。这种平台仅能完成热滥用，但无法收集气体完成后续分析。此外，既能实现热滥用或过充滥用又能收集气体的装置往往无法实现机械滥用，如《一种检测锂电池热失控产气速率的试验装置和方法》(CN202010278821.7)使用密闭的试验箱，配合选择阀、真空泵、控制系统，通过导线与电加热板或锂离子电池连接，触发锂电池热失控，根据试验箱容积与锂电池容积、箱内初始压力与终止压力，得出锂电池热失控的产气速率。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决现有测试装置的功能缺陷，提供一种既能完成热滥用、机械滥用和过充滥用三种滥用实验，又能收集气体便于在线、离线分析的锂离子电池热失控特性测试装置。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种锂离子电池热失控特性测试装置，包括实验釜，实验釜内部安装有固定装置、加热装置和针刺装置，外部安装有摄像装置和控制装置。实验釜下部和上部分别安装有排污孔和出气孔，排污孔用于每次实验结束清洗残留物，出气孔用于导出锂离子电池热失控生成的气体；实验釜筒体下部预留两个进气孔，用于提供稳定的气流；实验釜对称两侧使用法兰片安装两片耐1.2MPa高压的玻璃观察窗，观察窗上固定高清摄像装置；实验釜筒体上部通过两个内螺纹孔安装起跳压力为1.0MPa的安全阀和数显式压力变送器。釜体上封头通过把手和固定铰链可以实现快速安全地开启、关闭，上封头对称两侧使用法兰片安装两片照明LED灯。

所述的固定装置包括带孔底座、端子线排、气体传感器；固定装置上部留有挖孔提手，两侧通过不锈钢槽放置两块加热装置，加热装置为加热板，两侧不锈钢槽外部可以紧贴放置两块锂离子电池，加热装置表面和锂离子电池表面分别放置贴片K型热电偶；固定装置下部的带孔底座通过挖槽放置两个针刺装置。

所述的控制装置括适配电源箱、连接实验釜内外部的小电流导电线和大电流导电线。

所述的控制装置在实施热滥用实验时，釜内部的加热装置、贴片K型热电偶、电压测试夹和气体传感器均通过端子线排连接釜外部的小电流导电线，根据各自通信协议连接至电脑端软件。

所述的控制装置在实施机械滥用实验时，釜内部的针刺装置、贴片K型热电偶和气体传感器均通过端子线排连接釜外部的小电流导电线，根据各自通信协议连接至电脑端软件，针刺装置通过无线遥控器远程控制。