[发明专利]一种用于锂电池热失控传播研究的实验装置及实验方法

说明书

本发明公开了一种用于锂电池热失控传播研究的实验装置及实验方法，包括铁架台、横梁、支架、固定装置和加热装置，其中铁架台包括底盘和对称设置在底盘上方两侧的支撑杆，两个支撑杆之间设有若干个平行设置的横梁，横梁的下侧设有支架，横梁与支架的两端均设有卡套，卡套套设在支撑杆上与支撑杆滑动连接；横梁的中部均设有用于固定锂电池的固定装置；支架的中部设有支撑圆板，支撑圆板的上侧设有加热装置。本发明采用上述结构的一种用于锂电池热失控传播研究的实验装置及实验方法，提供一种适用于不同型号锂电池热失控垂直传播研究的实验装置，开展复杂环境下多种锂电池热失控传播机理的实验研究。

技术领域

本发明涉及锂电池热失控技术领域，特别是涉及一种用于锂电池热失控传播研究的实验装置及实验方法。

背景技术

在能源应用领域推动能源清洁、低碳、安全和高效利用至关重要。不管是储能方面，还是电动汽车方面，很大程度上都离不开锂电池。这主要得益于锂电池具有能量密度高、绿色环保、无记忆效应和使用寿命较长等优势。

热失控是电池安全性的主要研究对象，而由各种诱因(过热、过充、内短路、碰撞等)引发的链式反应现象的锂电池热失控，会导致电池在短时间内散发出的大量热量和有毒有害气体，严重时甚至会引起电池着火和爆炸。此外，单体电池热失控后还会蔓延到其他相邻电芯，进而造成了更加严重的热失控(热失控传播)，引发整个电池模组自燃，给锂电池的广泛应用带来了相当大的困扰。

实际应用中，在用于新能源汽车等交通工具中、日常的搬运、储存(货架)、运输时锂电池组的布置方式除了水平排列，还有垂直布置。而有关锂电池水平热失控传播的研究包括相关实验装置已经很多，但多个锂电池在垂直方向的热失控传播研究却很少。

此外，随着锂电池在高原、飞机和航天器等低压场景中的应用越来越广泛，低气压下的锂电池安全也应该引起足够的重视。例如：在航空运输中，大多数货机客舱具有低于大气压的压力(例如，在10000m巡航高度时为26kPa，远低于部分加压客机的60-80kPa)，一般来说，降低压力，会减少环境冷却，使点火更容易，同时也会削弱火焰，减缓燃烧和火蔓延过程。但根据过去低压单体电池热失控的研究发现，由于氧气供应不足，电池火灾的放热率会随着环境压力的增加而降低，而且低压下水平热失控传播也是复杂的。因此有必要研究垂直方向上的锂离子电池热失控传播，为相关工程应用提供指导。

然而，目前大多数锂电池热失控实验研究主要是针对单体电池和水平竖直并排的多个锂电池，采用外部加热方式使之诱发热失控，缺乏适用于复杂环境(低压低氧、高温低温等)下锂电池垂直热失控传播研究的实验装置。因此亟需提供一种用于锂电垂直池热失控传播研究的实验装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于锂电池热失控传播研究的实验装置及实验方法，提供一种适用于不同型号锂电池热失控垂直传播研究的实验装置，开展复杂环境下多种锂电池热失控传播机理的实验研究。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于锂电池热失控传播研究的实验装置，包括铁架台、横梁、支架、固定装置和加热装置，其中铁架台包括底盘和对称设置在底盘上方两侧的支撑杆，两个支撑杆之间设有若干个平行设置的横梁，横梁的下侧设有支架，横梁与支架的两端均设有卡套，卡套套设在支撑杆上与支撑杆滑动连接；

横梁的中部均设有用于固定锂电池的固定装置，固定装置的中部设有若干个相邻设置的连接套，连接套的中部滑动连接有温度测量装置；

支架的中部设有支撑圆板，支撑圆板的上侧设有加热装置。

优选的，固定装置包括固定筒和固定螺栓一，固定筒的中部设有安装通孔，锂电池穿设在安装通孔内，安装通孔的上下两侧均相贯连接有若干个均匀对称分布的固定通孔，固定通孔内设有连接内螺纹，固定螺栓一位于固定筒的外侧与固定通孔通过螺纹连接。

优选的，加热装置包括绝缘加热套和导热管，加热套为一侧设有开口的圆柱形结构，开口处设有调节螺栓，导热管设于绝缘加热套内部，导热管的内直径与锂电池的外直径相匹配。