测试锂电池壳体热防护材料的热防护性能的设备制造技术

测试锂电池壳体热防护材料的热防护性能的设备，其包括：样品夹具，其用于夹持电池壳体的样品；火焰喷射装置，其被布置为朝向样品的设置有热防护材料的表面喷射火焰，并且所喷射的火焰温度能调节；颗粒物喷射装置，其被布置与火焰喷射装置之间具有夹角，使得从颗粒物喷射装置喷射的锂电池电芯内的颗粒物材料穿过火焰喷射装置后冲击到样品的设置有热防护材料的表面上，其中：火焰喷射装置和颗粒物喷射装置到样品的距离能调整，并且火焰喷射装置与颗粒物喷射装置之间的夹角能调整。利用所提出的设备，实现了可替换性强、节省成本以及环境友好的优点。友好的优点。友好的优点。

【技术实现步骤摘要】
测试锂电池壳体热防护材料的热防护性能的设备


[0001]本技术涉及一种测试热防护材料的热防护性能的设备，具体地，涉及一种测试锂电池壳体热防护材料的热防护性能的设备。

技术介绍

[0002]如今，采用锂电池供能的新能源汽车的市场占有率越来越高，但是相关的锂电池热失控事件也随之增多。具体来说，用于新能源汽车的锂电池通常包括电芯以及电池壳体，电芯内部包含活性材料和集流体组成的混合颗粒物，并且电芯上设置有泄压阀，泄压阀到电池壳体的内表面有一定距离。取决于电芯内颗粒物的具体组成成分，在发生热事件的情况下，电芯内的颗粒物将在某个特定温度下以一定速度喷射冲出泄压阀而冲击到电池壳体的内表面。为了防止热事件中电芯内的颗粒物穿透电池壳体泄漏到外部环境中，已知在电池壳体内表面设置热防护材料，例如以板材、涂层、防火棉等形式，该热防护材料可以防止电池壳体在热事件中被电芯内的颗粒物冲击穿透而导致的泄漏问题。
[0003]针对不同的锂电池，需要为电池壳体提供不同的热防护材料，而在确定所使用的热防护材料时，需要对其热防护性能进行测试。在现有技术中，采取的是直接对设置有热防护材料的实际锂电池进行测试，并以热事件中电池壳体是否出现穿孔作为判断热防护材料的热防护性能的标准。然而，这种常规的测试手段难以控制热事件中火焰的大小和方向以及颗粒物的喷射方式等变量，并且由于针对每一种锂电池需要采用实际电池进行测试，造成成本高昂、污染极大的问题。
[0004]为此，需要一种新的测试锂电池壳体热防护材料的热防护性能的设备，以解决上述问题。
技术内容
[0005]为了解决现有的测试锂电池壳体热防护材料的热防护性能的过程中存在的上述问题，本技术提出一种新的测试锂电池壳体热防护材料的热防护性能的设备。利用本技术提出的方案，实现了可替换性强、节省成本以及环境友好的优点。
[0006]根据本技术的设备可以被放置在一个平台上，并且该设备包括：样品夹具，其用于夹持截取自电池壳体的样品；火焰喷射装置，其被布置为朝向样品的设置有热防护材料的表面喷射火焰，并且能调节所喷射的火焰温度；颗粒物喷射装置，其被布置为与火焰喷射装置之间具有夹角，使得从颗粒物喷射装置喷射的锂电池电芯内的颗粒物材料以设定的速度和角度穿过火焰喷射装置喷射的火焰后冲击到样品的设置有热防护材料的表面上，其中火焰喷射装置和颗粒物喷射装置到样品的距离可调整，并且火焰喷射装置与颗粒物喷射装置之间的夹角可调整。
[0007]从电池壳体截取的样品可以根据实际电池壳体的形式而具有不同的形状及尺寸。例如，可以截取100*100mm到200*200mm的样品。
[0008]火焰喷射装置和颗粒物喷射装置到样品的距离分别由第一距离调节装置和第二
距离调节装置进行调节。优选地，二者到样品的距离相等，并且在3mm
‑
60mm的范围内，该距离的具体值取决于实际锂电池中电芯泄压阀到电池壳体的距离。可选地，第一距离调节装置和第二距离调节装置是自带距离标尺的丝杆导轨。
[0009]火焰喷射装置与颗粒物喷射装置之间的夹角在10
°
至60
°
的范围内，并且所述夹角借助于用于调节火焰喷射装置的安装角度的第一角度调节装置以及用于调节颗粒物喷射装置的安装角度的第二角度调节装置进行调节。第一角度调节装置和第二角度调节装置例如为固定式角位器。所述夹角取决于实际热事件中电芯内颗粒物朝向电池壳体冲击的角度而设定。
[0010]可选地，火焰喷射装置和颗粒物喷射装置被布置为关于在样品的形心处垂直穿过样品的表面的轴线对称布置。
[0011]火焰喷射装置具有火焰喷嘴，并且可以调节从火焰喷嘴喷射的火焰温度，取决于实际热事件的温度，火焰温度在800至1500℃的范围内可调节。
[0012]可选地，火焰喷射装置的火焰喷嘴是可更换的，并且取决于锂电池电芯泄压阀的具体设计形式，可更换具有不同出口形式的火焰喷嘴，如圆形、椭圆形等出口形式。
[0013]可选地，颗粒物喷射装置具有颗粒物喷嘴，并且颗粒物喷射装置可以调节从颗粒物喷嘴喷射的颗粒物的速度，以对应于实际热事件中电芯内颗粒物冲出泄压阀时的速度。
[0014]可选地，根据本技术的设备还包括布置为感测火焰喷射装置喷射的火焰的温度的第一温度传感器以及布置为感测样品的温度的第二温度传感器，由此可评估火焰温度和样品表面的温度是否准确地模拟了实际热事件中的对应温度。
[0015]可选地，根据本技术的设备还包括颗粒物收集装置，其可以被放置在平台上在火焰喷射装置与颗粒物喷射装置之间，并用于收集从颗粒物喷射装置喷射出并冲击样品后所得的颗粒物，由此避免测试过程对环境造成污染。
[0016]在利用本技术的设备测试锂电池壳体热防护材料的热防护性能时，针对要测试的电池壳体样品在以下参数保持不变的条件下进行多次测试：火焰喷射装置的火焰喷嘴的形式、颗粒物的组成成分和颗粒物喷射的速度、火焰喷射装置喷射的火焰温度、火焰喷射装置和颗粒物喷射装置到样品的具有热防护材料的表面的距离以及火焰喷射装置与颗粒物喷射装置之间的夹角。
[0017]可选地，针对某种特定的电池壳体热防护材料，进行3
‑
5次测试。每次测试后观察样品中是否出现穿孔，由此判断电池壳体热防护材料的热防护性能是否达标。
[0018]本技术可以体现为附图中的示意性实施例。然而，应注意的是，附图仅仅是示意性的，任何在本技术的教导下所设想到的变化都应被视为包括在本技术的范围内，并且本技术的范围仅仅通过所附权利要求来限定。
附图说明
[0019]图1示出根据本技术的放置在平台上的测试锂电池壳体热防护材料的热防护性能的设备的示意正视图；以及
[0020]图2示出根据本技术的相对于样品表面的火焰燃烧范围和颗粒物喷射范围的示意平面图。
[0021]附图标记说明
[0022]100
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设备
[0023]10
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火焰喷射装置
[0024]11
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第一距离调节装置
[0025]12
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第一角度调节装置
[0026]13
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火焰喷嘴
[0027]20
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颗粒物喷射装置
[0028]21
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第二距离调节装置
[0029]22
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第二角度调节装置
[0030]23
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颗粒物喷嘴
[0031]30
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样品夹具
[0032]31
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调节基座
[0033]32
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夹持装置
[0034]40
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样品
[0035]50
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.测试锂电池壳体热防护材料的热防护性能的设备(100)，其特征在于，所述设备(100)包括：样品夹具(30)，其用于夹持截取自电池壳体的样品(40)；火焰喷射装置(10)，其被布置为朝向所述样品(40)的设置有热防护材料的表面喷射火焰，并且能调节所喷射的火焰温度；颗粒物喷射装置(20)，其被布置为与所述火焰喷射装置(10)之间具有夹角，使得从所述颗粒物喷射装置(20)喷射的锂电池电芯内的颗粒物材料以设定的速度和角度穿过所述火焰喷射装置(10)喷射的火焰后冲击到所述样品(40)的设置有热防护材料的表面上，其中：所述火焰喷射装置(10)和所述颗粒物喷射装置(20)到所述样品(40)的距离能调整，并且所述火焰喷射装置(10)与所述颗粒物喷射装置(20)之间的夹角能调整。2.根据权利要求1所述的设备(100)，其特征在于，所述火焰喷射装置(10)和所述颗粒物喷射装置(20)被布置为关于在所述样品(40)的形心处垂直穿过所述样品(40)的表面的轴线对称布置。3.根据权利要求1所述的设备(100)，其特征在于，所述火焰喷射装置(10)喷射的火焰温度在800至1500℃的范围内。4.根据权利要求1所述的设备(100)，其特征在于，所述火焰喷射装置(10)的火焰喷嘴(13)能被更换为具有不同出口形式的火焰喷嘴(13)。5.根据权利要求1所述的设备(100)，其特征在于，所述颗粒物喷射装置(20)以10m/s至30m/s的速...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚建平，
申请(专利权)人：杜邦中国研发管理有限公司，
类型：新型
国别省市：