[發明專利]一種電動自行車用鋰離子電池安全檢測裝置及方法

在審

• 申請號: 201710075492.4
• 申請日: 2017-02-13
• 公開（公告）號: CN106706756A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 于燕燕;丁宇;王晨光;李濤
• 申請（專利權）人: 天津出入境檢驗檢疫局工業產品安全技術中心
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01R31/36;H01M10/42;H01M10/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于電池檢測領域，尤其涉及一種電動自行車用鋰離子電池安全檢測裝置及方法。

背景技術

鋰離子電池被認為是性能最為優越的可充電電池，有“終極電池”之稱。 雖然產業化只有十多年的時間，市場對于鋰離子電池的巨大需求，以及人力、物力、財力的大規模投入，引導該行業逐漸走強，使鋰離子電池在電動自行車的應用成為可能。

電動自行車用鋰離子電池，為近年來新發展和商品化的一種電池體系，其替代鉛酸蓄電池作為電動自行車動力已成為必然趨勢。鋰離子動力電池具有工作電壓高、體積小、重量輕，比能量高、循環壽命長、快速充電等優良特性。這些特點可解決電動自行車設計中的瓶頸問題，極大提高綜合性能。目前，鋰離子動力電池成本還比較高，占到整車成本的1/3到1/2，遠大于鉛酸電池在整車成本中的比重。但隨著技術的進步和成熟，在電動自行車上采用鋰電池，是未來電動自行車發展的趨勢。

電動自行車用鋰離子電池，在具備眾多優點的同時，由于比能量高，材料穩定性相對差，安全問題也日益突出。電動自行車用鋰離子電池的重量約為4公斤，比手機電池大100多倍，儲存的能量也相應增加上百倍，能量的增加也意味著危險性的大幅提高。同時，鋰離子電池組的單體電池間存在差異，充電時，部分電池被過充，部分電池未充滿電，放電時部分電池未放完電，部分則被過放，惡性循環，電池容易發生危險。同時，因為電動自行車用鋰離子電池使用環境的特殊性，更多的發生擠壓，針刺、浸水等情況，對其性能有特殊要求。在自行車用鋰離子電池研發和使用中，曾多次出現爆炸和燃燒事件，電池自燃的事件也多次發生。

隨著自行車用鋰離子電池的快速發展、普及，商品化已經成為必然的趨勢。急需開展相關安全性能技術研究，為我國相關法律法規的制定實施提供必要的技術支持，以保障電池產品生產及使用安全。自行車用鋰離子電池的安全性能檢測關鍵技術的研究，將促進我國電池健康、有序地發展，同時也為應對國外技術性貿易壁壘提供強有力的科技支撐。尤其是在現階段，掌握先機，采取主動，才能保證我國在自行車用鋰離子電池的全面商品化的時期，在世界電池貿易中立于不敗之地。

由于我國在電池產品安全方面研究起步較晚，電動自行車用鋰電池是近年來研發和商品化的一個電池體系。雖然也制定了一些標準，但檢測體系還很不完善，相關技術落后，儀器設備缺乏，很難為我國相關法律法規的實施提供有力的技術支持。目前，檢測主要依據：IEC 62133《含堿性或非酸性電解液的二次單體電池和電池的安全要求》，QBT_2947.3-2008《電動自行車用蓄電池及充電器_第1部分：鋰離子蓄電池及充電器》，但以上幾個標準和法規主要針對便攜式鋰電池或主要側重于電池的性能要求，不能滿足電動自行車用鋰離子動力電池的安全檢測要求。

目前，大規模使用的商用鋰離子電池的特點是內部為多層重復的層級結構，在使用過程中電池衰減的原因有很多，包括材料惡化，電解液濃度變化，隔膜損壞等，但常見的是電極、隔膜等層級結構的厚度、形體發生變化、產生為裂紋和缺陷，同時伴隨著固體表面電解質膜(SEI)等界面層的生成和消解，因此，針對電池性能衰減的分析應重點關注電池內部電極、隔膜、SEI等多層級結構厚度和形態變化。

發明內容

為了解決現有技術中存在的缺陷，本發明提供一種電動自行車用鋰離子電池的安全檢測裝置及方法，一次性實現電池的多項安全性能參數的檢測、評估，不僅彌補了電動自行車用鋰離子電池安全性能檢測的技術空白，并且有效提高檢測效率。

本發明的第一技術方案提供了一種電動自行車用鋰離子電池的安全檢測裝置，該裝置包括如下部件：

變形、及內部檢測系統：防爆箱體3、底座2、充電裝置16、放電裝置17、超聲波探頭4、加熱裝置15、第二溫度傳感器8、攝像機5、進氣孔6、出氣孔7；

所述底座2由耐高溫合金制造，設置在防爆箱體3底部，并設有滑軌13，滑軌13上設置兩塊可拆卸的夾板11，該夾板11安裝在被測電池1兩側，且可在底座2上滑動和固定；

所述夾板11均設置第一溫度傳感器23和變形檢測片18，第一溫度傳感器23通過線路與控制系統的溫度數據處理模塊連接，并通過顯示器顯示溫度，變形檢測片靠近電池一側上設有多個檢測觸點22和第一溫度傳感器23，另一側設有正極引出線19、負極引出線20和第一溫度傳感器線路21，所述檢測觸點22通過正、負極引出線19、20連接控制系統的變形數據處理模塊，并通過顯示器顯示變形情況；