全自动多通道电池质谱分析系统技术方案

本发明专利技术涉及一种全自动多通道电池质谱分析系统，包括：多个电池测试盒，容纳多个被测电池；多通道电池测试系统，用于分别独立控制各个被测电池的工作参数及测试被测电池的电化学参数；气体输送控制系统包括：控制处理器和输送系统，控制处理器控制输送系统，用以接通或关断一个电池测试盒与质谱分析模块之间的连接，或者标准气体与质谱分析模块之间的连接，或者接入或断开所述真空泵与所述输送系统的连接；质谱分析模块包括：过滤器，用于对通过输送系统送入质谱分析仪的气体进行过滤；冷阱，用于对过滤后的气体进行冷却；质谱分析仪，用于对输送系统中的气体进行质谱分析检测；真空泵，用于将电池质谱分析系统中的气体排出。用于将电池质谱分析系统中的气体排出。用于将电池质谱分析系统中的气体排出。

【技术实现步骤摘要】
全自动多通道电池质谱分析系统


[0001]本专利技术涉及电化学分析
，尤其涉及一种全自动多通道电池质谱分析系统。

技术介绍

[0002]电化学储能对于可再生能源(风能、太阳能等)的开发利用、实现碳达峰与碳中和目标至关重要。然而，各种电池引起的安全事故限制了电化学储能的进一步发展。其中，引发电池安全事故的主要原因是其电极/电解液界面发生不可逆反应而导致可燃性/危害气体的产生。因此，理解和分析电池产气对于电池企业来说至关重要。
[0003]在传统气体分析方法中，色谱法是典型且常用的方法。然而，色谱分析时间周期长，无法原位分析电池内部产气，因此难以解析电极/电解液界面产气机制并理性设计电池材料避免电池产生危害性气体。微分电化学质谱技术将传统电化学和现代质谱分析技术相结合，对于气体的分析具有毫秒级别的时间分辨率，能够被用于电池产气的原位分析，解析电池的产气机制并正向理性设计电池材料。
[0004]然而，电化学质谱目前只存在于个别实验室。为了推动电化学储能事业的发展，电化学质谱的商业化势在必行。同时，电化学质谱若直接耦合会改变电池的真实工作环境，因此难以直接耦合到进样系统中，故而不能直接拿来用于商用电池的产气分析，其进样系统的布局与控制需要做适当的改进。此外，对于电池生产企业来说，需要同时对许多电池同时自动检测来提高工作效率。
[0005]因此，如何提供一种适用于商用电池的全自动多功能的电池质谱分析系统，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术实施例提供了一种全自动多通道电池质谱分析系统，适用于商用软包或柱状电池等的电化学质谱分析，能够同时自动检测若干个商用电池的产气情况，并在不改变电池工作条件的前提下能够获得可靠准确的测试结果。
[0007]为此，本专利技术实施例提供了一种全自动多通道电池质谱分析系统，包括：
[0008]多个电池测试盒，每个电池测试盒用于容纳一个被测电池；
[0009]多通道电池测试系统，用于分别独立控制各个被测电池的工作参数及测试被测电池的电化学参数；
[0010]气体输送控制系统，具有多个输入接口，分别连接所述多个电池测试盒及标准气体，输出端分别接真空泵和质谱分析模块；所述气体输送控制系统包括：控制处理器和输送系统，所述控制处理器控制所述输送系统，用以接通或关断一个电池测试盒与质谱分析模块之间的连接，或者所述标准气体与质谱分析模块之间的连接，或者接入或断开所述真空泵与所述输送系统的连接；
[0011]质谱分析模块，包括依次连接的过滤器、冷阱和质谱分析仪；所述过滤器用于对通
过所述输送系统送入所述质谱分析仪的气体进行过滤；所述冷阱用于对所述过滤后的气体进行冷却；所述质谱分析仪用于对所述输送系统中的气体进行质谱分析检测；
[0012]真空泵，用于将所述电池质谱分析系统中的气体排出。
[0013]优选的，所述输送系统包括：第一电磁阀、第二电磁阀、多通电磁阀、三通连接器和气体定量环；
[0014]所述第一电磁阀、第二电磁阀、多通电磁阀均由所述控制处理器控制；
[0015]所述多通电磁阀的输入端为所述多个输入接口，输出端接所述气体定量环的输入端；气体定量环的输出端接三通连接器的第一接口；三通连接器的第二接口接第一电磁阀连接到真空泵；三通连接器的第三接口接第二电磁阀的一端，第二电磁阀的另一端接过滤器的输入端口。
[0016]优选的，在所述电池质谱分析系统进行质谱分析检测之前，所述控制处理器控制打开多通道电磁阀和第一电磁阀，开启真空泵抽取电池测试盒和输送系统中的残留气体；当质谱分析仪测得的数据达到设定初始范围时，控制处理器控制关闭第一电磁阀，电池质谱分析系统完成系统初始化。
[0017]优选的，在所述电池质谱分析系统完成系统初始化之后，所述控制处理器控制打开多通道电磁阀中的一路通道，第一被测电池产生的气体由电池测试盒内经多通道电磁阀进入气体定量环；
[0018]控制处理器控制关闭多通道电磁阀，再控制打开第二电磁阀预定时间，气体定量环中气体通过压差扩散进入质谱分析仪，用以对气体进行质谱分析检测。
[0019]进一步优选的，所述控制处理器在所述预定时间后控制关闭第二电磁阀并打开第一电磁阀，通过真空泵抽走气体定量环中的残留气体；最后关闭第一电磁阀。
[0020]优选的，在所述电池质谱分析系统进行质谱分析检测之前，所述控制处理器控制关闭多通道电磁阀和第二电磁阀，打开第一电磁阀，开启真空泵设定时长抽取输送系统中的残留气体；
[0021]在到达设定时长后，控制处理器控制关闭第一电磁阀，打开多通道电磁阀连接标准气体的通路，使得标准气体进入气体定量环；再关闭多通道电磁阀，打开第二电磁阀，使得经气体定量环定量后的标准气体进入质谱分析仪；
[0022]根据所述质谱分析仪对定量后的标准气体进行检测后测得的数据确定电化学质谱定量的标准和/或建立标准曲线。
[0023]优选的，所述冷阱的制冷方式包括：电制冷、液氮制冷或者干冰制冷中的任一种；制冷温度低于
‑
20℃。
[0024]优选的，所述电池测试盒为密封盒体。
[0025]进一步优选的，所述电池测试盒包括：壳体、盖板和密封垫圈；
[0026]所述盖板上具有电源接口和所述出气口。
[0027]本专利技术提出的全自动多通道电池质谱分析系统，适用于商用软包、硬壳或柱状电池等的电化学质谱分析，能够同时自动检测若干个商用电池的产气情况，并在不改变电池工作条件的前提下能够获得可靠准确的测试结果，有利于减少工业生产成本。
附图说明
[0028]下面通过附图和实施例，对本专利技术实施例的技术方案做进一步详细描述。
[0029]图1为本专利技术实施例提供的全自动多通道电池质谱分析系统的结构示意图；
[0030]图2为本专利技术实施例提供的电池测试盒的结构示意图。
具体实施方式
[0031]下面通过附图和具体的实施例，对本专利技术进行进一步的说明，但应当理解为这些实施例仅仅是用于更详细说明之用，而不应理解为用以任何形式限制本专利技术，即并不意于限制本专利技术的保护范围。
[0032]图1为本专利技术实施例提供的全自动多通道电池质谱分析系统的结构示意图。如图所示，电池质谱分析系统包括：多通道电池测试系统101、多个电池测试盒102、气体输送控制系统10、质谱分析模块20和真空泵109。
[0033]每个电池测试盒102用于容纳一个被测电池103；每个电池测试盒103的具体结构可以如图2所示，包括：壳体1、盖板2和密封垫圈3；盖板2上具有电源接口21、22，分别用于连接正、负极电源，还具有出气口23。
[0034]多通道电池测试系统101，用于分别独立控制各个被测电池103的工作参数及测试被测电池103的电化学参数；
[0035]气体输送控制系统10，具有多个输入接口，分别连接多个电池测试盒102及标准气体104，输出端分别接真空泵109和质本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全自动多通道电池质谱分析系统，其特征在于，所述电池质谱分析系统包括：多个电池测试盒，每个电池测试盒用于容纳一个被测电池；多通道电池测试系统，用于分别独立控制各个被测电池的工作参数及测试被测电池的电化学参数；气体输送控制系统，具有多个输入接口，分别连接所述多个电池测试盒及标准气体，输出端分别接真空泵和质谱分析模块；所述气体输送控制系统包括：控制处理器和输送系统，所述控制处理器控制所述输送系统，用以接通或关断一个电池测试盒与质谱分析模块之间的连接，或者所述标准气体与质谱分析模块之间的连接，或者接入或断开所述真空泵与所述输送系统的连接；质谱分析模块，包括依次连接的过滤器、冷阱和质谱分析仪；所述过滤器用于对通过所述输送系统送入所述质谱分析仪的气体进行过滤；所述冷阱用于对所述过滤后的气体进行冷却；所述质谱分析仪用于对所述输送系统中的气体进行质谱分析检测；真空泵，用于将所述电池质谱分析系统中的气体排出。2.根据权利要求1所述的全自动多通道电池质谱分析系统，其特征在于，所述输送系统包括：第一电磁阀、第二电磁阀、多通电磁阀、三通连接器和气体定量环；所述第一电磁阀、第二电磁阀、多通电磁阀均由所述控制处理器控制；所述多通电磁阀的输入端为所述多个输入接口，输出端接所述气体定量环的输入端；气体定量环的输出端接三通连接器的第一接口；三通连接器的第二接口接第一电磁阀连接到真空泵；三通连接器的第三接口接第二电磁阀的一端，第二电磁阀的另一端接过滤器的输入端口。3.根据权利要求1所述的全自动多通道电池质谱分析系统，其特征在于，在所述电池质谱分析系统进行质谱分析检测之前，所述控制处理器控制打开多通道电磁阀和第一电磁阀，开启真空泵抽取电池测试盒和输送系统中的残留气体；当质谱分析仪测得的数据达到设定初始范围时，控制处理器控制关闭第一电磁阀，...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭章泉，赵志伟，马力坡，王佳伟，陈宇辉，
申请(专利权)人：天目湖先进储能技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：