一种电池质谱进样系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电池质谱进样系统，包括：用于放置电池的电池测试装置，用于为电池提供工作所需工作参数的电池测试系统，用于对电池的产气进行质谱分析的质谱仪，能够将电池的产气排出的排气装置，能够通过载气将电池产气带到质谱仪和排气装置的载气进样系统；其中，载气进样系统包括：阀组件，与电池测试装置的出气口连通的第一进样管路；第一进样管路包括第一支路和第二支路，第一支路与质谱仪连通，第二支路与排气装置连通，阀组件用于控制第一支路和第二支路的通断以及流量。上述电池质谱进样系统能够适用于商用软包电池和柱状电池等大容量电池，并保证了电池产气测试结果的准确性。的准确性。的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种电池质谱进样系统


[0001]本专利技术涉及电池测试
，更具体地说，涉及一种电池质谱进样系统，能够适用于商用软包电池和柱状电池等大容量电池。

技术介绍

[0002]在电池工作过程中电极/电解液界面较易发生不可逆反应，释放可燃性气体，例如甲烷、乙烯、氢气等，导致电池失效甚至起火爆炸，存在安全问题。为了解决电池失效所带来的安全问题，需要在线研究电池电极界面产气情况并分析气体释放根本原因。
[0003]微分电化学质谱作为一种在线/原位电化学分析技术，可以原位定性和定量研究电池电极界面气态产物的消耗和释放情况。微分电化学质谱主要有膜进样和载气吹扫两种进样模式。膜进样要求电化学装置通过法兰直接连接到质谱进样口，并用聚四氟乙烯膜隔开电解液和质谱真空进样口，产生的气体/挥发性产物通过压差扩散进入到质谱中进行分析。这样，电池需要特殊设计才能满足使用要求，并且聚四氟乙烯膜也不能有效隔离有机电解液与质谱真空进样口。载气吹扫可直接携带电化学反应产气进入质谱进行分析，电化学体系和进样系统相对独立，因此载气吹扫进样方式常被用于电池的产气分析。
[0004]现有载气吹扫进样系统只适用于实验室科研适用的小型模型电池，不能直接耦合实际电池，尤其是商用软包电池和柱状电池等大容量电池。此外，如果在不改动载气吹扫进样系统的前提下直接耦合商用软包电池和柱状电池等大容量电池，大容量电池单位时间内的产气量较载气流量波动较大，气体校准系数不能视为常数则无法保证测试结果的准确度。此外，商用软包和柱状电池等大容量电池的电解液用量较大，载气吹扫也容易携带挥发的电解液进入并污染质谱仪。
[0005]综上所述，如何提供一种电池质谱进样系统，以适用于商用软包电池和柱状电池等大容量电池，并确保测试结果的准确度，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种电池质谱进样系统，以适用于商用软包电池和柱状电池等大容量电池，并确保测试结果的准确度。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种电池质谱进样系统，包括：
[0009]用于放置电池的电池测试装置，
[0010]用于为所述电池提供工作所需工作参数的电池测试系统，
[0011]用于对电池的产气进行质谱分析的质谱仪，
[0012]能够将所述电池的产气排出的排气装置，
[0013]能够通过载气将电池产气带到所述质谱仪和所述排气装置的载气进样系统；
[0014]其中，所述载气进样系统包括：阀组件，与所述电池测试装置的出气口连通的第一进样管路；所述第一进样管路包括第一支路和第二支路，所述第一支路与所述质谱仪连通，
所述第二支路与所述排气装置连通，所述阀组件用于控制所述第一支路和所述第二支路的通断以及流量。
[0015]优选地，所述排气装置为真空泵。
[0016]优选地，所述阀组件包括：三通阀，串接在所述第一支路上的第一阀门，以及串接在所述第二支路上的第二阀门；其中，所述三通阀的进阀口和所述出气口连通，所述三通阀的两个出阀口分别与所述第一支路和所述第二支路连通。
[0017]优选地，所述第二阀门为针阀。
[0018]优选地，所述第一阀门为漏阀，所述第一支路上串接有第一压力计和第二压力计，所述第一压力计位于所述漏阀的上游，所述第二压力计位于所述漏阀的下游。
[0019]优选地，所述第一支路上依次串接有冷肼和第一过滤器；其中，所述冷肼位于所述三通阀的下游，所述第一过滤器位于所述冷肼的下游，所述第一阀门位于所述第一过滤器的下游，所述质谱仪位于所述第一阀门的下游。
[0020]优选地，所述电池质谱进样系统还包括：与所述电池测试装置的进气口连通的第二进样管路，所述第二进样管路上依次串接有气源、第二过滤器和流量计，其中，所述流量计靠近所述电池测试装置的进气口。
[0021]优选地，所述电池质谱进样系统还包括设置在所述电池测试装置内的风扇。
[0022]优选地，所述风扇至少为两个，且均匀分布在所述电池测试装置内；
[0023]和/或，所述风扇为电风扇，所述电池测试装置设置有供电风扇的电源线穿出的过线孔，且所述电源线和所述过线孔密封连接。
[0024]优选地，所述电池测试装置包括：用于放置电池的壳体，以及与所述壳体可拆卸密封连接的盖板；
[0025]其中，所述电池测试装置的出气口设置在所述壳体和/或所述盖板上；
[0026]所述壳体和/或所述盖板设置有用于实现电池和电池测试系统电连接的正极接线接口和负极接线接口。
[0027]本专利技术提供的电池质谱进样系统，通过将与电池测试装置的出气口连通的第一进样管路分为第一支路和第二支路，以及设置排气装置，使得第一支路与质谱仪连通，第二支路与排气装置连通，利用阀组件来控制第一支路和第二支路的通断以及流量。因此，利用第二支路和排气装置能够排出部分产气，则实现了仅部分产气进入质谱仪，能够减小进入质谱仪的产气量的波动；而且，则能够控制进入质谱仪的产气的流量，从而能够减小进入质谱仪的产气量的波动。因此，上述电池质谱进样系统能够适用于商用软包电池和柱状电池等大容量电池，并确保了测试结果的准确度。
[0028]同时，本专利技术提供的电池质谱进样系统，通过调节流量以及排出部分产气，能够加速产气进入质谱仪中，提高了时间分辨率；排出部分产气也减少了电解液挥发污染质谱仪的机会，延长了质谱仪的使用寿命。
[0029]而且，本专利技术提供的电池质谱进样系统，采用第一压力计、第二压力计和漏阀能够精确控制进入质谱仪的气体流量，进一步使得流经第二支路的气体流量的波动较小，从而避免了电池单位时间内产气量较大而影响质谱仪的气体定量分析，同时通过分析进入质谱气体流量还可以外推得到单位时间内电池的精确气体产量。因此，上述电池质谱进样系统不仅保护了质谱仪，还减小了测试结果的误差，提高了测试结果的准确度。而且，采用漏阀，
则实现了连续进样，保证了测试的连续性，提高了时间分辨率和测试结果的准确度。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0031]图1为本专利技术实施例提供的电池质谱进样系统的示意图；
[0032]图2为本专利技术实施例提供的电池质谱进样系统中电池测试装置的结构示意图；
[0033]图3为图2所示电池测试装置的壳体的截面图。
具体实施方式
[0034]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池质谱进样系统，其特征在于，包括：用于放置电池(104)的电池测试装置(105)，用于为所述电池(104)提供工作所需工作参数的电池测试系统(106)，用于对电池(104)的产气进行质谱分析的质谱仪(115)，能够将所述电池(104)的产气排出的排气装置，能够通过载气将电池(104)的产气带到所述质谱仪(115)和所述排气装置的载气进样系统；其中，所述载气进样系统包括：阀组件，与所述电池测试装置(105)的出气口(e)连通的第一进样管路(116)；所述第一进样管路(116)包括第一支路(117)和第二支路(118)，所述第一支路(117)与所述质谱仪(115)连通，所述第二支路(118)与所述排气装置连通，所述阀组件用于控制所述第一支路(117)和所述第二支路(118)的通断以及流量。2.根据权利要求1所述的电池质谱进样系统，其特征在于，所述排气装置为真空泵(109)。3.根据权利要求1所述的电池质谱进样系统，其特征在于，所述阀组件包括：三通阀(107)，串接在所述第一支路(117)上的第一阀门，以及串接在所述第二支路(118)上的第二阀门；其中，所述三通阀(107)的进阀口和所述出气口(e)连通，所述三通阀(107)的两个出阀口分别与所述第一支路(117)和所述第二支路(118)连通。4.根据权利要求3所述的电池质谱进样系统，其特征在于，所述第二阀门为针阀(108)。5.根据权利要求3所述的电池质谱进样系统，其特征在于，所述第一阀门为漏阀(113)，所述第一支路(117)上串接有第一压力计(112)和第二压力计(114)，所述第一压力计(112)位于所述漏阀(113)的上游，所述第二压力计(114)位于所述漏阀(113...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭章泉，赵志伟，马力坡，王佳伟，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：