一种对锂离子电池热失控产生气体的检测装置及检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种对锂离子电池热失控产生气体的检测装置，包括反应装置、控制装置和检测装置；其中，反应装置包括反应腔、温度传感器和加热装置，温度传感器和加热装置设置在反应腔内，温度传感器和加热装置相连；控制装置包括微型真空泵、直流电源、温度控制器和数据记录仪；温度传感器分别与温度控制器和所述数据记录仪相连，加热装置与温度控制器相连；微型真空泵分别与反应腔、直流电源和检测装置相连。本发明专利技术通过对锂离子电池热失控过程中气体产物的分析，确定了热失控不同阶段气体产物的变化，可以随热失控进程推移对锂离子电池热失控各阶段气体产物危害性进行有效评估，操作简便，分析全面且检测结果准确可靠。分析全面且检测结果准确可靠。分析全面且检测结果准确可靠。

A detection device and method for gas produced by thermal runaway of lithium ion battery

【技术实现步骤摘要】
一种对锂离子电池热失控产生气体的检测装置及检测方法


[0001]本专利技术属于锂离子电池
，具体涉及一种对锂离子电池热失控产生气体的检测装置及检测方法。

技术介绍

[0002]随着锂离子电池在移动通信、交通运输、新能源储能等领域的广泛应用，相关热灾害事故也频繁发生，除了高热、冲击波等能量释放外，热失控过程中产生的气体也普遍具有可燃性和毒性，这在一定程度上增加了火灾爆炸危险和潜在吸入危险。
[0003]目前，锂离子电池热失控产生的气体成分尚未明确，但与电池中电解液等的材料组成密切相关，因此能够提供一种对锂离子电池热失控气体产物的全面性检测方法，对锂离子电池可能发生热灾害事故的事中控制和事后处置进行有效的安全分析，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种对锂离子电池热失控产生气体的检测装置及其检测方法，本专利技术通过对锂离子电池热失控过程中气体产物的分析，确定了热失控不同阶段气体产物的变化，可以随热失控进程推移对锂离子电池热失控各阶段气体产物危害性进行有效评估，操作简便，分析全面且检测结果准确可靠。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种对锂离子电池热失控产生气体的检测装置，包括反应装置、控制装置和检测装置；
[0007]其中，所述反应装置包括反应腔、温度传感器和加热装置，所述温度传感器和所述加热装置设置在反应腔内，所述温度传感器和所述加热装置相连；
[0008]所述控制装置包括微型真空泵、直流电源、温度控制器和数据记录仪；所述温度传感器通过信号传输线分别与所述温度控制器和所述数据记录仪相连，所述加热装置的正负电源线与温度控制器相连；所述微型真空泵分别与所述反应腔、所述直流电源和所述检测装置相连。
[0009]本专利技术通过对锂离子电池热失控过程中气体产物的分析，确定了热失控不同阶段气体产物的变化，可以随热失控进程推移对锂离子电池热失控各阶段气体产物危害性进行有效评估，操作简便，分析全面且检测结果准确可靠。
[0010]优选地，所述检测装置包括气相色谱质谱联用仪和与所述气相色谱质谱联用仪连接的自动进样器；所述自动进样器的另一侧与所述微型真空泵相连。
[0011]优选地，所述反应腔由石英玻璃管、所述石英玻璃管顶部和底部的封盖组成。
[0012]优选地，所述石英玻璃管顶部的封盖为完整圆形设计；所述石英玻璃管底部的封盖为环形镂空设计，中央为样品承载平台。
[0013]本专利技术提供的检测方法所用反应腔底部为环形镂空设计，不存在超压可能，提高
了操作安全性。
[0014]优选地，所述石英玻璃管顶部和底部的封盖的材料为不锈钢。
[0015]优选地，所述加热装置为圆柱型。
[0016]优选地，所述加热装置设置在所述样品承载平台上。
[0017]本专利技术采用的加热装置易操作，体积小，成本低，升温程式可控度高。
[0018]优选地，所述微型真空泵与所述反应腔和检测装置连接的管路均包覆有加热带。
[0019]优选地，所述微型真空泵与直流电源相连。
[0020]上述所述的检测装置的检测方法，具体包括以下步骤：
[0021](1)将电池的外包装剥除作为待测样品备用；
[0022](2)将所述电池与加热装置固定后放置于反应腔内的样品承载平台上，通过温度控制器控制加热装置进行加热，采用数据记录仪监测所述电池的表面温度，直至所述电池发生热失控，产生气体；
[0023](3)开启微型真空泵，抽取所述反应腔内电池产生的气体通过自动进样器进入气相色谱质谱联用仪进行检测即可。
[0024]本专利技术提供的气体采集和传输手段相比于传统的气袋采集后检测更接近于实时检测，能更全面准确的检测气体组分；且操作时人员无需靠近实验区域，仅需在检测平台对GC
‑
MS进行操作即可，提高了操作安全性和简便性。
[0025]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0026]本专利技术通过对锂离子电池热失控过程中气体产物的分析，确定了热失控不同阶段气体产物的变化，可以随热失控进程推移对锂离子电池热失控各阶段气体产物危害性进行有效评估，操作简便，分析全面且检测结果准确可靠。
附图说明
[0027]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。
[0028]图1为本专利技术一种对锂离子电池热失控产生气体的检测装置的结构图；
[0029]图2为本专利技术一种对锂离子电池热失控产生气体的检测装置的底部俯视图；
[0030]图3为本专利技术实施例1中安全阀开启后产生气体检测得到的总离子流色谱图；
[0031]图4为本专利技术实施例1中热失控后产生气体检测得到的总离子流色谱图；
[0032]其中，
[0033]1‑
数据记录仪；2
‑
温度控制器；3
‑
微型真空泵；4
‑
直流电源；5
‑
温度传感器；6
‑
进气管；7
‑
自动进样器；8
‑
气相色谱质谱联用仪；9
‑
碱液；10
‑
石英玻璃管顶部封盖；11
‑
石英玻璃管；12
‑
石英玻璃管底部封盖；13
‑
排气管；14
‑
加热装置；15
‑
样品承载台。
具体实施方式
[0034]下面将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，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]如图1
‑
2，本专利技术提供了一种对锂离子电池热失控产生气体的检测装置，包括反应装置、控制装置和检测装置；
[0036]其中，反应装置包括反应腔、温度传感器5和加热装置14，温度传感器5和加热装置14设置在反应腔内，温度传感器5和加热装置14相连；
[0037]控制装置包括微型真空泵3、直流电源4、温度控制器2和数据记录仪1；温度传感器2通过信号传输线分别与温度控制器2和数据记录仪1相连，加热装置14的正负电源线与温度控制器2相连；微型真空泵3一侧与反应腔相连，另一侧与检测装置连接；微型真空泵3通过正负电源线与直流电源4相连
[0038]控制装置包括微型真空泵3、温度控制器2和数据记录仪1；微型真空泵3一侧与反应腔相连，另一侧与检测装置连接；温度控制器2与加热装置14连接，数据记录仪1与温度传感器5连接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对锂离子电池热失控产生气体的检测装置，其特征在于，包括反应装置、控制装置和检测装置；其中，所述反应装置包括反应腔、温度传感器和加热装置，所述温度传感器和所述加热装置设置在反应腔内，所述温度传感器和所述加热装置相连；所述控制装置包括微型真空泵、直流电源、温度控制器和数据记录仪；所述温度传感器分别与所述温度控制器和所述数据记录仪相连，所述加热装置与所述温度控制器相连；所述微型真空泵分别与所述反应腔、所述直流电源和所述检测装置相连。2.根据权利要求1所述的一种对锂离子电池热失控产生气体的检测装置，其特征在于，所述检测装置包括气相色谱质谱联用仪和与所述气相色谱质谱联用仪连接的自动进样器；所述自动进样器的另一侧与所述微型真空泵相连。3.根据权利要求1所述的一种对锂离子电池热失控产生气体的检测装置，其特征在于，所述反应腔由石英玻璃管、所述石英玻璃管顶部和底部的封盖组成。4.根据权利要3所述的一种对锂离子电池热失控产生气体的检测装置，其特征在于，所述石英玻璃管顶部的封盖为完整圆形设计；所述石英玻璃管底部的封盖为环形镂空设计，中央为样品承载平台。5.根据权利要3所述的一种对锂离...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵静，张青松，刘添添，
申请(专利权)人：中国民航大学，
类型：发明
国别省市：