[發明專利]一種用于采集電池內氣體的氣體采集裝置

有效

• 申請號: 201711377988.3
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN109932222B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 王其鈺;張杰男;鄭杰允;禹習謙;李泓
• 申請（專利權）人: 中國科學院物理研究所
• 主分類號: G01N1/22
• 分類號: G01N1/22
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 周新楣

1.一種用于采集電池內氣體的氣體采集裝置，所述電池由不銹鋼或/和鋁合金外殼氣密密封包裹，包括：

定位機構，具有本體和垂直于所述本體向上延伸的凸起部，所述本體內限定有用于容裝所述電池的第一凹腔，所述凸起部的內部中空，并與所述第一凹腔相通；

固定機構，設置于所述凸起部的頂部，并與所述凸起部氣密密封對接，所述固定機構配置成可操作地沿所述凸起部上下往復移動；

微型電鉆，設置于所述固定機構的內部，且配置成隨所述固定機構的往復移動而移動，所述微型電鉆具有位于其下方的鉆頭，以在所述微型電鉆向下移動時通過所述鉆頭鉆破所述電池的外殼，而使所述電池內的氣體溢出；以及

氣體收集單元，通過管路與所述凸起部的內部連通，以用于收集溢出的所述氣體；

氣密螺紋分別形成于所述凸起部處和所述固定機構處，以使所述固定機構與所述凸起部氣密密封對接；

當鉆頭與外殼表面開始接觸時，采集人員通過操作固定機構感受到鉆頭移動速度下降，然后繼續操作固定機構，使微型電鉆下方的鉆頭向下移動并鉆破外殼，而使電池內的氣體溢出，然后使氣體進入氣體收集單元，當外殼被鉆穿后，由于外殼內鋰電池結構的硬度與外殼的硬度不同，使得鉆頭的移動速度發生改變并通過操作固定機構被采集人員感受到，此時檢測人員停止操作固定機構，或者使固定機構向上移動，使鉆頭與外殼脫離；

所述氣密螺紋具有自鎖角，當旋擰所述氣密螺紋的力大于其自鎖力時，氣密螺紋才可以被旋轉，當所述外殼快要被鉆穿時，減慢對所述固定機構的旋擰力度，從而控制所述鉆頭向下移動的鉆削力大小；

所述電池的外殼為沿水平方向延伸的圓柱狀，所述第一凹腔的形狀與所述電池外殼的形狀一致，所述鉆頭的移動方向與所述外殼的圓弧面頂部的素線垂直，以使所述鉆頭鉆破所述外殼；

所述定位機構包括可拆卸地連接的第一殼體與第二殼體，所述凸起部形成在所述第一殼體或所述第二殼體上；

所述第一殼體與所述第二殼體的連接處分別固定有硅膠墊，并通過螺紋緊固件將所述硅膠墊相互貼合，以使所述第一殼體與所述第二殼體的連接處形成氣密密封；

所述第一凹腔內安裝有彈簧，所述外殼的相對兩端分別與所述彈簧和所述第一凹腔貼合，以使所述電池固定于所述第一凹腔內；

所述第一殼體與所述第二殼體分別形成有第一腔體與第二腔體，以使所述第一殼體與所述第二殼體連接時，所述第一腔體與所述第二腔體形成所述第一凹腔。

2.根據權利要求1所述的氣體采集裝置，其特征在于，所述氣體收集單元包括有密閉容器，所述密閉容器由導管與所述凸起部連通，以盛放流入其內的所述氣體；

所述氣體采集裝置還包括抽真空裝置，所述抽真空裝置與所述導管連接，以將所述密閉容器、所述凸起部的內部及所述第一凹腔內抽真空。

3.根據權利要求2所述的氣體采集裝置，其特征在于，

所述導管安裝有氣體流量計，以檢測所述氣體流量；

所述氣體收集單元還包括：

三通管，其互通的第一端至第三端分別與所述導管、所述抽真空裝置及所述密閉容器連通；以及

單向閥，安裝于所述三通管與所述導管之間，以使所述氣體只能流向所述密閉容器；

其中，所述三通管與所述抽真空裝置的連通處安裝有第一開關閥，所述三通管與所述密閉容器連通處安裝有第二開關閥。

4.根據權利要求3所述的氣體采集裝置，其特征在于，

所述凸起部的內部形成有使所述凸起部頂部與所述第一凹腔貫通的通腔，

所述凸起部的側壁形成有圓臺，所述圓臺的側壁為錐面，所述圓臺的頂面形成有與所述通腔連通的通孔，所述圓臺插入所述導管的一端并與其側壁貼合。

5.根據權利要求1至4中任一項所述的氣體采集裝置，其特征在于，所述第一凹腔形狀與所述電池外殼形狀一致，所述電池安裝于所述第一凹腔內時，所述外殼的頂面為平面，所述鉆頭的移動方向與所述外殼的頂面垂直。

6.根據權利要求1至4中任一項所述的氣體采集裝置，其特征在于，所述鉆頭對所述外殼的鉆削深度為0.8mm至1.2mm，所述鉆頭為錐形磨砂鉆頭，所述鉆頭將所述外殼的平面鉆穿后，形成0.5mm至1mm直徑的孔狀部。

7.根據權利要求1至4中任一項所述的氣體采集裝置，其特征在于，所述電池為鋰電池。