一种用于锂离子电池热失控灾害抑制研究的实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于锂离子电池热失控灾害抑制研究的实验装置，包括耐压容器，所述耐压容器内部设置有水平方向的孔板，电池样本置于孔板上面，所述耐压容器1内部设置温度传感器、压力传感器、电池电压传感器以及热失控触发模块，所述温度传感器设置在电池样本正上方和表面，所述电压传感器设置在电池样本表面，所述电池电压传感器设置在电池样本正负极处，所述热失控触发模块设置在电池样本侧面。本发明专利技术提供了一种较为全面、可靠的用于研究实验室尺度的锂离子电池热失控及灾害控制的实验装备，设备配置多种传感器辅之以便携的计算机数据处理方法，使得数据在测量及处理过程中更直观的呈现，并且在多种数据的耦合分析下得到更为可靠的结果。到更为可靠的结果。到更为可靠的结果。

【技术实现步骤摘要】
一种用于锂离子电池热失控灾害抑制研究的实验装置


[0001]本专利技术涉及锂离子电池安全性能及防护领域，特别涉及一种用于锂离子电池热失控灾害抑制研究的实验装置。

技术介绍

[0002]随着当今社会经济的快速发展，人类对能源的需求量与日俱增；同时，为了缓解社会发展与环境恶化之间的矛盾，人们对于清洁性能源的呼声也日益高涨。锂离子电池作为一种清洁环保的新型能源介质，具有高能量比、高工作电压、无记忆效应以及循环寿命长等特点。自20世纪末商业化以来，锂离子电池得到广泛应用，尤其在新能源汽车的推广中担当着十分重要的角色。然而，锂离子电池在滥用条件下容易发生热失控从而诱发各种安全问题，加之新能源汽车安全事故时有发生，阻碍了电动汽车的进一步推广。锂离子电池热失控及热失控传播行为的研究有助于理解锂离子电池灾害的演变过程，对电池灾害控制具有指导意义。现有实验装置缺少对封闭环境条件下锂离子电池热失控灾害及其抑制的研究能力。快速有效的抑制锂离子电池热失控、控制热失控传播是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：针对以上问题，本专利技术目的是提供一种用于锂离子电池热失控灾害抑制研究的实验装置，为研究各种锂离子电池热失控行为及不同灭火介质对热失控抑制机理提供条件保障。
[0004]技术方案：本专利技术的一种用于锂离子电池热失控灾害抑制研究的实验装置，包括耐压容器，所述耐压容器内部设置有水平方向的孔板，电池样本置于孔板上面，所述耐压容器内部设置温度传感器、压力传感器、电池电压传感器以及热失控触发模块，所述温度传感器设置在电池样本正上方和表面，所述电压传感器设置在电池样本表面，所述电池电压传感器设置在电池样本正负极处，所述热失控触发模块设置在电池样本侧面；所述温度传感器、压力传感器和电池电压传感器的输出端分别与数据采集装置连接。
[0005]进一步，所述耐压容器顶端中央位置处设置向下的喷头，喷头的上端与灭火系统通过第一管道连接，第一管道与喷头通过螺纹的方式进行连接，第一管道上设置第一阀门，灭火系统设置在第一管道的端部。
[0006]进一步，所述第一管道上设置压力表或流量计。
[0007]进一步，所述耐压容器上端通过第二管道与气体测量系统连接，第二管道上设有第二阀门，第二管道的端部连接风机。
[0008]进一步，所述热失控触发模块包括热触发式或电触发式。
[0009]进一步，热触发式的热失控触发模块包括电加热或火焰加热方式，电加热通过加热棒、加热丝或加热板对电池样本进行直接接触式加热或非接触式辐射加热；火焰加热采用气体或液体池火进行加热。
[0010]进一步，电触发式的热失控触发模块利用电池循环测试设备通过导线与电池样本
连接，通过外部触发短路、过度充/放电或大倍率充电的方式引发热失控。
[0011]进一步，所述耐压容器的壁面上设有透明的观察窗及可开关的开口。
[0012]进一步，所述耐压容器下表面设有多个圆形开口，其直径不超过2cm。
[0013]进一步，所述耐压容器的外形为球体或长方体，耐压容器的开口在关闭时需保证气密性。
[0014]有益效果：本专利技术与现有技术相比，其显著优点是：
[0015]1、本专利技术提供了一种较为全面、可靠的用于研究实验室尺度的锂离子电池热失控及灾害控制的实验装备，实验装置采用耐压容器，壁面强度较高，因此实验样本不仅可以是单电池，还可以研究电池模块、大容量软包电池以及方形电池等相对大型的电池样本；
[0016]2、耐压容器具有较高强度，可以承受电池爆炸的冲击力，从而保障实验操作人员的安全性；
[0017]3、利用本专利技术装置可以在实验中采集热失控灾害过程中包括温度、电压、气体产物等多种实验数据，还可以通过透明观察窗进行图像分析，多种数据的叠合可以更加高效、精准的得出研究结果；采集的数据可直接传输到计算机进行处理、输出数据曲线，使得数据在测量及处理过程中更直观的呈现，不仅方便实验过程中进行监测还有利于后期数据分析；
[0018]4、喷头拆卸灵活，采用不同灭火剂时可以选取不同种类的喷头，用于锂离子电池灭火的实验研究十分便捷。
附图说明
[0019]图1是实施例采用细水雾灭火系统控制锂离子电池热失控的结构示意图；
[0020]图2是实施例采用泡沫灭火系统控制锂离子电池热失控的结构示意图。
具体实施方式
[0021]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。
[0022]实施例1
[0023]如图1，本实施例所述的一种用于锂离子电池热失控灾害抑制研究的实验装置，耐压容器1由两个半球壳通过螺栓2紧密连接，连接处由橡胶垫片进行密封。耐压容器1表面设有开口13，开口13上有把手14，方便布置实验电池样本以及各传感器。耐压容器1表面同样布置有多个透明的观察窗15，有利于观察实验现象、录制实验视频。耐压容器1下部设置有多个圆形开口4，作为进风口。耐压容器1上部通过第二管道10连接风机12，整个实验过程中第二阀门11处于开启状态，风机12通过第二管道10将容器内的气体向外抽出，新鲜空气由下方的圆形开口4流入。气体测量系统S2通过第二管道10连接在风机12的主管道5上。
[0024]下部多个圆形开口4可用于模拟开放或封闭的实验环境，圆形开口4打开时，耐压容器1上部经第二管道10连接的风机12联动工作，此时耐压容器1底部空气经圆形开口4流入耐压容器1内，通过孔板3的整流作用产生相对稳定、缓慢的气流，从而削弱气流对灭火剂喷洒的影响；圆形开口4密封时，风机12同样处于关闭状态且第二管道10上的阀门旋至关闭状态，此时耐压容器1内部形成封闭的实验空间。
[0025]耐压容器1顶端中央位置处设置喷头6，喷头6的上端与灭火系统通过第一管道8连接，第一管道8与喷头6通过螺纹的方式进行连接，第一管道8上设置第一阀门9，灭火系统设置在第一管道8的端部。本实施例中灭火系统为细水雾灭火系统S1，经过第一管道将水供给到喷头6，通过喷头6向下喷洒水雾，第一管道8与耐压容器1交接处利用橡胶圈密封，第一管道8上靠近喷头6位置设置有水压表7用于检测、控制细水雾流量，第一阀门9通过手动的方式控制细水雾供水系统的开关状态。
[0026]耐压容器1内下部水平放置两层孔板3，实验过程中电池样本固定在上层孔板3且处于喷头6正下方，下部流入的空气经两层孔板3整流可以获得相对稳定均匀的气流，从而减缓气流对细数雾雾场的干扰。耐压容器1内部设置温度传感器、压力传感器、电池电压传感器以及热失控触发模块，所述温度传感器设置在电池样本正上方和表面，电压传感器设置在电池样本表面，电池电压传感器设置在电池样本正负极处，热失控触发模块设置在电池样本侧面；温度传感器、压力传感器和电池电压传感器的输出端分别与数据采集装置连接，数据采集装置连接计算机，将数据实时上传到计算机。
[0027]电池表面布置的电压传感器以及温度传感器经数据采集仪S3实时传输到计算机S4，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于锂离子电池热失控灾害抑制研究的实验装置，其特征在于，包括耐压容器(1)，所述耐压容器(1)内部设置有水平方向的孔板(3)，电池样本置于孔板(3)上面，所述耐压容器(1)内部设置温度传感器、压力传感器、电池电压传感器以及热失控触发模块，所述温度传感器设置在电池样本正上方和表面，所述电压传感器设置在电池样本表面，所述电池电压传感器设置在电池样本正负极处，所述热失控触发模块设置在电池样本侧面；所述温度传感器、压力传感器和电池电压传感器的输出端分别与数据采集装置连接。2.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述耐压容器(1)顶端中央位置处设置向下的喷头(6)，喷头(6)的上端与灭火系统通过第一管道(8)连接，第一管道(8)与喷头(6)通过螺纹的方式连接，第一管道(8)上设置第一阀门(9)，灭火系统设置在第一管道(8)的端部。3.根据权利要求2所述的实验装置，其特征在于，所述第一管道(8)上设置压力表或流量计。4.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述耐压容器(1)上端通过第二管道(10)与气体测量系统连...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志刚，朱阳陈，吴刘锁，张晓宾，申翔，徐亮，李广军，王敬伟，
申请(专利权)人：北京南瑞怡和环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：