一种锂电池溢出气体自动采样分析系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种锂电池溢出气体自动采样分析系统，该系统包括：惰性气体钢瓶、电磁阀、锂电池溢出气体采集箱、压力变送器、针刺滑轨机器人、三通切换阀、机械杂质过滤器、水汽过滤器和显示控制器。本实用新型专利技术具有以下特点：对于不同类型锂电池，不论是软包电池、方型电池或圆柱型电池均可进行溢出气体的采集；气体置换效果好；自动化程度高；分析数据准确，稳定性好，分析检测管路上先后布置了机械杂质过滤器和水汽过滤器，有效除去待测气体中的颗粒杂质和水汽影响，确保分析数据准确，稳定性好，且可有效保护分析仪器遭受损伤。且可有效保护分析仪器遭受损伤。且可有效保护分析仪器遭受损伤。

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池溢出气体自动采样分析系统


[0001]本技术涉及锂电池溢出气体采集分析领域，特别涉及一种锂电池溢出气体自动采样分析系统。

技术介绍

[0002]随着移动用电设备和储能需求的的日益增多，锂离子电池因具有能量密度高、无记忆效应、体积小、自放电率低等优点，是较为理想的能量储存设备，已在交通运输、移动工器具、个人消费品等领域得到广泛的应用。然而，锂离子电池在使用过程中，总会伴随着复杂的化学反应发生，从而产生CH4、C2H2、H2、CO、CO2等气体，造成锂离子电池内部压力的增大，引起电池组件破损、漏液、起火甚至爆炸等危险，影响电池安全性。因此，对锂离子电池产生的产气成分和成因分析，优化锂离子电池的成分设计，从而从根源上解决产气问题，对锂离子电池行业发展具有重要意义。为了获取锂离子电池内部产生的原生气体，必须切开电池外壳，使得内部产生的气体溢出，然后收集送入相关仪器进行分析。但划开电池外壳后，外界空气会与电池材料亦或溢出气发生反应，从而影响分析的准确性。
[0003]目前，研究人员采用多种方法来进行气体的采样，但均有诸多不足：
[0004]专利CN208872724U，其特征在于，包括：气体检测设备，导气管、控制阀、连接件、盖板、壳体和电芯；电芯顶部设有防爆阀，电芯安装在壳体内，盖板固定在壳体顶部，盖板设有与防爆阀相配合的第一通孔，第一通孔套设在防爆阀上，连接件设有第二通孔，且连接件第一端与盖板固定连接，第二端与控制阀固定连接；导气管一端连接控制阀，另一端连接气体检测设备；导气管与控制阀、第一通孔、第二通孔、防爆阀共同形成一个连通的气体通道。其缺点在于：a、装置仅适用于特定电池，不同电池需要更换不同规格控制阀；b、导气管、控制阀内残留的空气无法置换，对溢出气体会造成一定影响；c、无前处理设计及装置，溢出气体中的水汽或颗粒物不仅会影响仪器的分析结果，甚至损伤仪器。
[0005]专利CN208872724U，其特征在于，包括真空机组，还包括锂电池气体采样箱,锂电池气体采样箱的侧壁设置有滑针，真空机组和锂电池气体采样箱之间设置有集成操作台，真空机组与集成操作台通过第一切换阀连接，第一切换阀与集成操作台之间设置有第一气压测量控制器，集成操作台还连接设置有惰性气体瓶和气相色谱分析仪，惰性气体瓶与集成操作台之间通过第三切换阀连接，第三切换阀连接与集成操作台之间设置有第二气压测量控制器，集成操作台还连接设置有排空阀。其缺点在于：a、系统操作繁琐，每进行一次电池溢出气体的采样分析，需经过五个步骤，并且每步都需操作诺干阀门； b、系统内易存残气，系统的气体置换以及气体采样均需通过集成操作台完成，集成操作台内部腔体、连接各部件的管件均会残留余气，影响分析结果准确性；c、操控无自动过程，系统全为手动控制，无法自动完成操控。由于操作繁琐，阀门较多，人工控制出错概率较大，影响分析检测；d、无前处理设计及装置，溢出气体中的水汽或颗粒物不仅会影响仪器的分析结果，甚至损伤仪器。

技术实现思路

[0006]本技术要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种锂电池溢出气体自动采样分析系统，该系统可保障锂离子电池内部溢出气体得到纯净采样，并可将采集好的气体样品自动送入分析仪器完成检测，过程无需人工操作。
[0007]本技术提供了如下的技术方案：
[0008]本技术提供一种锂电池溢出气体自动采样分析系统，该系统包括：惰性气体钢瓶、电磁阀、锂电池溢出气体采集箱、压力变送器、针刺滑轨机器人、三通切换阀、机械杂质过滤器、水汽过滤器和显示控制器，其中所述惰性气体钢瓶通过电磁阀与锂电池溢出气体采集箱底部进气口相连接，所述锂电池溢出气体采集箱内安装有针刺滑轨机器人，所述锂电池溢出气体采集箱上部安装有压力变送器，所述锂电池溢出气体采集箱顶部出气口与三通切换阀相连接，所述三通切换阀另外两端分别连接真空系统和分析检测管路；所述分析检测管路中包含机械杂质过滤器和水汽过滤器。
[0009]作为本技术的一种首选技术方案，所述电磁阀、针刺滑轨机器人、压力变送器及三通切换阀均通过通讯线缆与显示控制器相连接，所述显示控制器可接收真空系统和分析检测仪器的状态信号，并可发送启动、停止信号请求对应系统执行。
[0010]作为本技术的一种首选技术方案，所述电磁阀具有启闭惰性气体钢瓶与锂电池溢出气体采集箱之间管路的功能；可以是直动式电磁阀、分步直动式电磁阀、先导式电磁阀，首选为直动式电磁阀。
[0011]作为本技术的一种首选技术方案，所述杂质过滤器具有去除锂电池溢出气体中机械杂质的功能；可以是网式过滤器、烧结金属过滤器和磁性过滤器等，首选为烧结金属过滤器。
[0012]作为本技术的一种首选技术方案，所述水汽过滤器具有去除锂电池溢出气体中水汽的功能；其滤芯可以是活性炭芯、陶瓷芯和聚丙稀纤维滤芯等，首选为活性炭和陶瓷芯复合滤芯。
[0013]作为本技术的一种首选技术方案，所述锂电池溢出气体采集箱具有将待采集的锂电池与外界大气相分割的功能，可以是金属材质板材、有机树脂类板材、有机玻璃板材或钢化玻璃板材制造，首选为钢化玻璃板材。
[0014]作为本技术的一种首选技术方案，所述压力变送器具有将锂电池溢出气体采集箱内的压力值实时检测并传输给显示控制器的功能，可以是电阻应变片压力变送器、半导体应变片压力变送器、压阻式压力变送器、电感式压力变送器、电容式压力变送器、单晶硅谐振式压力变送器，首选为电容式压力变送器。
[0015]作为本技术的一种首选技术方案，所述三通切换阀具有将锂电池溢出气体采集箱出口切换至真空系统或分析检测管路的功能，可以是电磁驱动型或气体驱动型，首选为电磁驱动型。
[0016]作为本技术的一种首选技术方案，所述显示控制器具有采集各被控设备信息和控制被控设备的可编程控制器，并可输入相应控制参数和显示相关信息的功能，可以是PLC控制器和触控屏的组合设备、PLC控制一体机或带显示控制的单片机设备，首选为PLC控制器和触控屏的组合设备。
[0017]与现有技术相比，本技术的有益效果如下：
[0018](1)系统适应性广，锂电池溢出气体采集箱的体积比待测电池的体积大，对于不同类型锂电池，不论是软包电池、方型电池或圆柱型电池均可进行溢出气体的采集；
[0019](2)气体置换效果好，将惰性气体入口设置于锂电池溢出气体采集箱的底部，经过多次置换和吹扫后，可将系统中的空气进行完全清除；
[0020](3)无需人工操控，自动化程度高，通过显示控制器内置预设程序，对系统内被控部件完成操作，控制及时迅速；
[0021](4)分析数据准确，稳定性好，分析检测管路上先后布置了机械杂质过滤器和水汽过滤器，有效除去待测气体中的颗粒杂质和水汽影响，确保分析数据准确，稳定性好，且可有效保护分析仪器遭受损伤。
附图说明
[0022]附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本实用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂电池溢出气体自动采样分析系统，其特征在于，该系统包括：惰性气体钢瓶(01)、电磁阀(02)、锂电池溢出气体采集箱(03)、压力变送器(04)、针刺滑轨机器人(05)、三通切换阀(06)、机械杂质过滤器(07)、水汽过滤器(08)和显示控制器(09)，其中所述惰性气体钢瓶(01)通过电磁阀(02)与锂电池溢出气体采集箱(03)底部进气口相连接，所述锂电池溢出气体采集箱(03)内安装有针刺滑轨机器人(05)，所述锂电池溢出气体采集箱(03)上部安装有压力变送器(04)，所述锂电池溢出气体采集箱(03)顶部出气口与三通切换阀(06)相连接，所述三通切换阀(06)另外两端分别连接真空系统和分析检测管路；所述分析检测管路中包含机械杂质过滤器(07)和水汽过滤器(08)。2.根据权利要求1所述的一种锂电池溢出气体自动采样分析系统，其特征在于，所述电磁阀(02)、针刺滑轨机器人(05)、压力变送器(04)及三通切换阀(06)均通过通讯线缆与显示控制器(09)相连接，所述显示控制器(09)可接收真空系统和分析检测仪器的状态信号，并可发送启动、停止信号请求对应系统执行。3.根据权利要求1所述的一种锂电池溢出气体自动采样分析系统，其特征在于，所述电磁阀(02)具有启闭惰性气体钢瓶与锂电池溢出气体采集箱之间管路的功能；可以是直动式电磁阀、分步直动式电磁阀、先导式电磁阀，本方案采用直动式电磁阀。4.根据权利要求1所述的一种锂电池溢出气体自动采样分析系统，其特征在于，所述杂质过滤器(07)具有去除锂电池溢出气体中机械杂质的功能；可以是网式过滤器、烧结...

【专利技术属性】
技术研发人员：李安林，
申请(专利权)人：上海云必科技有限公司，
类型：新型
国别省市：