本发明专利技术涉及一种锂离子电池热失控实验装置，与现有技术相比解决了锂离子电池热失控易产生爆炸位移的缺陷。本发明专利技术的固定台包括底座，底座上垂直安装有两个支架，两个支架上安装有滑动平台，滑动平台上设有内槽，固定夹安装在内槽上且固定夹与内槽构成滑动配合，紧固螺钉贯穿安装在固定夹的侧部。本发明专利技术限定了电池在热失控爆炸情况下的位移，能够研究不同环境温度、不同荷电状态、不同间距锂离子电池发生热失控的临界条件、喷射火的燃烧行为特征以及锂离子电池间的火蔓延规律，进而提出防控措施，提高锂离子电池安全性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及火灾实验设备
，具体来说是一种锂离子电池热失控实验装置。
技术介绍
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优点，目前其已经在消费电子仪器设备（笔记本电脑、手机和充电宝等）、交通工具（电动车、电动汽车、混合动力汽车等）和航空航天（波音787和军机）中得到了广泛应用。然而目前由于锂离子电池在仓库储存中自身的内部缺陷或受到热扰动、撞击、挤压会导致内部短路，进而发生热失控引发火灾或爆炸。而目前锂离子电池仓库没有针对性的消防规范和监管条例，这样势必会大大提高事故发生的可能性。无论是周围可燃物引起的燃烧，还是锂离子电池自身发生的热自燃和燃爆，对锂离子仓库来说,一旦锂离子电池发生火灾，锂离子仓库配备的灭火设备不能控制锂离子电池的复燃，不但会造成巨大的经济损失，甚至对人员的生命安全构成威胁。因此，研究不同环境温度和间距下锂离子电池发生热失控的临界条件、燃烧行为特征以及不同灭火剂对锂离子电池火灾的灭火效果对提高锂离子电池储存的安全性具有重要意义。目前国内外对锂离子电池热失控进行测试的平台很少，并且存在的平台大多是将单个电池通过铁丝缠绕或者螺丝固定的方式将其水平固定在铁丝网上，对其进行加热，如专利技术专利名称为《一种自带自动报警及灭火系统的锂离子电池消防试验柜》的
技术实现思路
。但由于电池爆炸时会产生大约3MPa的压力，这个压力不但会使电池飞溅出去，而且会使其表面测量设备脱落，竖直测量设备发生偏移，给参数的精确测量造成很大影响。如何能够控制电池高温爆炸时产生的位移已经成为急需解决的技术问题。专利技术内容本专利技术的目的是为了解决现有技术中锂离子电池热失控易产生爆炸位移的缺陷，提供一种锂离子电池热失控实验装置来解决上述问题。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种锂离子电池热失控实验装置，包括腔体，腔体的前部设有拉门，拉门上设有观察窗，腔体的顶部安装有灭火系统和排烟系统，腔体内放置有电子天平，电子天平上放置有固定台，所述的固定台包括底座，固定台的底座上放置有防火板，防火板上放置有热源，所述的底座上垂直安装有两个支架，两个支架上安装有滑动平台，滑动平台上设有内槽，固定夹安装在内槽上且固定夹与内槽构成滑动配合，紧固螺钉贯穿安装在固定夹的侧部。所述固定夹的底部安装有螺纹杆，固定夹放置在内槽上，螺纹杆穿过内槽，螺纹杆上位于内槽下方安装有螺母。所述的固定夹和紧固螺钉的数量均为若干个。所述的灭火系统包括灭火剂罐，腔体的顶部设有灭火器管路入口，腔体内安装有喷头，灭火器管路一端安装在灭火剂罐上，灭火器管路另一端穿过灭火器管路入口安装在喷头上。所述的排烟系统包括排烟管道，腔体的顶部设有排气孔，排烟管道的一端与排气孔相通，排烟管道的另一端安装有防爆风机。还包括驱动气体罐，驱动气体罐通过灭火剂管路与灭火剂罐相接，位于灭火剂罐与灭火器管路入口之间的灭火器管路上安装有流量控制阀和压力表，位于灭火剂罐与驱动气体罐之间的灭火器管路上安装有电磁驱动阀。有益效果本专利技术的一种锂离子电池热失控实验装置，与现有技术相比限定了电池在热失控爆炸情况下的位移，能够研究不同环境温度、不同荷电状态、不同间距锂离子电池发生热失控的临界条件、喷射火的燃烧行为特征以及锂离子电池间的火蔓延规律，进而提出防控措施，提高锂离子电池安全性。具有结构简单、使用便携和安全可靠的特点。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术中固定台的结构示意图；图3为本专利技术中腔体的内部结构示意图；其中，1-腔体、2-电池固定台、4-灭火系统、5-排烟系统、6-数据采集系统、7-18650锂离子电池、11-拉门、12-观察窗、13-支撑腿、14-万向轮、15-采样孔、16-排气孔、17-顶盖、18-灭火剂管路入口、21-底座、22-支架、23-滑动平台、24-导轨内槽、25-六角螺母、26-电池固定夹、27-紧固螺钉、31-热源、32-螺纹杆、33-防火板、41-喷头、42-灭火剂管路、43-压力表、44-流量控制阀、45-灭火剂罐、46-电磁驱动阀、47-驱动气体罐、51-排烟管道、52-防爆风机、61-热电偶、62-热线风速仪、63-气体分析仪、64-辐射仪、65-压力传感器、66-电子天平、67-摄像机。具体实施方式为使对本专利技术的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：如图1所示，本专利技术所述的一种锂离子电池热失控实验装置，包括腔体1，腔体1为长方体结构，内腔尺寸为0.5m×0.4m×1.2m，采用厚度为6mm的不锈钢搭建，中间用50mm厚的陶瓷纤维板作隔热层，陶瓷纤维板能承受1260℃的高温，腔体1底部设有用于支撑腔体1的四个支撑腿13和万向轮14，能够方便腔体1任意位置的移动。腔体1的前部安装有拉门11，拉门11通过铰链安装在腔体1上，腔体1与拉门11之间安装有耐热硅橡胶密封圈以保证两者的密封性。为便于观察实验现象，门上设置观察窗12，观察窗12由耐1000℃高温的防火玻璃制成。腔体1的顶部安装有灭火系统4和排烟系统5，灭火系统4用于用于测试不同灭火剂对锂离子电池火灾的灭火效果，排烟系统5用于实验后的排烟。灭火系统4包括喷头41、灭火剂管路42、灭火剂罐45、流量控制阀44、压力表43、驱动气体罐47和电磁驱动阀46。灭火剂可以为液体或气体，具体可以选细水雾、哈龙1211和1301，Novec1230，FM200和CO2等灭火剂。腔体1的顶部设有灭火器管路入口18，腔体1内安装有喷头41，喷头41可以安装于腔体1内顶部中心位置和腔体1表面的其他位置。灭火器管路42一端安装在灭火剂罐45上，灭火器管路42另一端穿过灭火器管路入口18安装在喷头41上。喷头41通过灭火器管路42和灭火剂管路入口18与腔体1外的灭火剂罐45连接。灭火剂管路42通过法兰与腔体1固定，并用耐高温密封胶密封。灭火器管路42上位于灭火器管路入口18和灭火剂罐45之间安装有流量控制阀44和压力表43，通过调节流量控制阀44来调节灭火剂喷射流量，压力表43则实时显示压力变化。驱动气体罐47通过灭火剂管路42与灭火剂罐45相接，位于灭火剂罐45与驱动气体罐47之间的灭火器管路42上安装有电磁驱动阀46。喷头41根据灭火剂罐45内所使用的灭火剂进行更换。实验时，电池开始燃烧后，立即启动灭火的电磁驱动阀46和流量控制阀44，驱动气体罐47压缩灭火剂罐45中的灭火剂，通过灭火器管路42和喷头41向腔体1内喷洒灭火剂。排烟系统5包括排烟管道51，腔体1的顶部设有排气孔16，在排气孔16旁还可以安装顶盖17。排烟管道51的一端与排气孔16相通，排烟管道51的另一端安装有防爆风机52。实验时顶盖17盖上，其周边压上密封条，实验后打开顶盖17，通过排烟管道51使排气孔16与防爆风机52连通，排出实验产生的气体。如图3所示，数据采集系统6按现有技术的布置结构，包括热电偶61、热线风速仪62、气体分析仪63、辐射仪64、压力传感器65、电子天平66本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种锂离子电池热失控实验装置，包括腔体（1），腔体（1）的前部设有拉门（11），拉门（11）上设有观察窗（12），腔体（1）的顶部安装有灭火系统（4）和排烟系统（5），腔体（1）内放置有电子天平（66），电子天平（66）上放置有固定台（2），所述的固定台（2）包括底座（21），固定台（2）的底座（21）上放置有防火板（33），防火板（33）上放置有热源（31），其特征在于：所述的底座（21）上垂直安装有两个支架（22），两个支架（22）上安装有滑动平台（23），滑动平台（23）上设有内槽（24），固定夹（26）安装在内槽（24）上且固定夹（26）与内槽（24）构成滑动配合，紧固螺钉（27）贯穿安装在固定夹（26）的侧部。
【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池热失控实验装置，包括腔体（1），腔体（1）的前部设有拉门（11），拉门（11）上设有观察窗（12），腔体（1）的顶部安装有灭火系统（4）和排烟系统（5），腔体（1）内放置有电子天平（66），电子天平（66）上放置有固定台（2），所述的固定台（2）包括底座（21），固定台（2）的底座（21）上放置有防火板（33），防火板（33）上放置有热源（31），
其特征在于：所述的底座（21）上垂直安装有两个支架（22），两个支架（22）上安装有滑动平台（23），滑动平台（23）上设有内槽（24），固定夹（26）安装在内槽（24）上且固定夹（26）与内槽（24）构成滑动配合，紧固螺钉（27）贯穿安装在固定夹（26）的侧部。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池热失控实验装置，其特征在于：所述固定夹（26）的底部安装有螺纹杆（32），固定夹（26）放置在内槽（24）上，螺纹杆（32）穿过内槽（24），螺纹杆（32）上位于内槽（24）下方安装有螺母（25）。
3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池热失控实验装置，其特征在于：所述的固定夹（26...
【专利技术属性】
技术研发人员：荣路清，付阳阳，陆松，张和平，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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