[發明專利]一種鋰離子電池熱失控氣體燃燒熱測定裝置及測定方法

在審

• 申請號: 202011422915.3
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112362699A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 龔俊輝;朱智軒;翟春婕
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: G01N25/22
• 分類號: G01N25/22;G01K7/02;G01K17/00
• 代理公司: 南京品智知識產權代理事務所(普通合伙) 32310
• 代理人: 奚曉寧;楊陳慶

本發明提出的是一種鋰離子電池熱失控氣體燃燒熱測定裝置及測定方法，其結構包括供氣系統，反應箱體，氣體收集系統；所述反應箱體內有電池熱失控加熱模塊、整流層、整流管，電池熱失控加熱模塊有樣品室，樣品室的上開口處有點火裝置；所述氣體收集系統內有電加熱線圈、氣體分析儀、排煙風機；供氣系統與整流管的入氣口連通，整流管的出氣孔通向整流層，整流層覆蓋在整流管周圍，氣體收集系統位于電池熱失控加熱模塊的上方。本發明優點：能夠實現從惰性到富氧不同氧氣濃度下鋰離子電池熱失控氣體有效燃燒熱和完全燃燒熱的測量；能夠適用于對從惰性到富氧氣氛下鋰離子電池熱釋放速率、熱失控噴出氣相可燃物有效燃燒熱和完全燃燒熱測量的測定。

技術領域

本發明涉及一種鋰離子電池熱失控氣體燃燒熱測定裝置及測定方法，屬于鋰離子電池熱失控氣體燃燒熱測定技術領域。

背景技術

鋰離子電池具有儲能大、功率大、無污染等優點，在各個領域的應用越來越廣泛，尤其是電子產品方面，如手機、電腦、新能源汽車等；隨著電子產品的日益發展，鋰離子電池的需求和生產也不斷增長，傳統液態電解液鋰離子電池因其能量密度高且有機電解液體系易燃，當發生誤用、濫用、受熱、碰撞、過充時，易引發熱失控等不安全事故；因此，對鋰離子電池的熱安全性研究一直備受關注，其安全性能被視為目前阻礙其大規模應用的主要技術瓶頸之一；因此，在電池材料熱穩定性和電池安全性方面的研究具有重大的理論及現實意義。

目前，測試固體可燃物熱解及燃燒的設備較多，其中對中等尺度材料熱安全性的研究，最常用的是由美國國家標準與技術研究院（NIST）研制的錐型量熱儀(ConeCalorimeter)，美國FM Global火焰蔓延量熱儀(FPA)，以上設備為標準儀器已經在世界各國被廣泛應用；但現有裝置只能實現在標準大氣氣氛下對標準尺寸樣件熱解著火及燃燒過程的研究，限制了非標準尺寸樣件及非標熱環境下材料的燃燒過程的研究，此外，在其他一些特殊場所（如航空航天器內）其氧氣含量也與常規氣氛差別較大，材料在受熱后表現出來的熱解反應過程及燃燒行為與常規條件下有很大差別；因此，現有標準設備不能實現鋰離子電池的特殊受熱條件，也無法測量熱控制后其產生的氣相可燃物的燃燒熱，很大程度上限制了對鋰離子電池熱安全性的定量研究。

發明內容

本發明提出的是一種鋰離子電池熱失控氣體燃燒熱測定裝置，其目的旨在解決現有標準設備不能實現對鋰離子電池熱失控氣體燃燒熱測定的問題。

本發明的技術解決方案：一種鋰離子電池熱失控氣體燃燒熱測定裝置，其結構包括供氣系統，反應箱體，氣體收集系統；所述反應箱體內有電池熱失控加熱模塊、整流層、整流管，電池熱失控加熱模塊有樣品室，樣品室的上開口處有點火裝置；所述氣體收集系統內有電加熱線圈、氣體分析儀、排煙風機；供氣系統與整流管的入氣口連通，整流管的出氣孔通向整流層，整流層覆蓋在整流管周圍，氣體收集系統位于電池熱失控加熱模塊的上方。

本發明的優點：本發明能夠實現從惰性到富氧不同氧氣濃度下鋰離子電池熱失控氣體有效燃燒熱和完全燃燒熱的測量；能夠適用于對從惰性到富氧氣氛下鋰離子電池熱釋放速率、熱失控噴出氣相可燃物有效燃燒熱和完全燃燒熱測量的測定。

附圖說明

附圖1是鋰離子電池熱失控氣體燃燒熱測定裝置的結構示意圖。

附圖2是電池熱失控加熱模塊的結構示意圖。

附圖3是第一支架的結構示意圖。

附圖4是第一支架的上面板結構示意圖。

附圖5是第一支架的下面板結構示意圖。

附圖6是圓形整流管的結構示意圖。

附圖7是第二支架的結構示意圖。

附圖8是第二支架的上金屬板的結構示意圖。

附圖9是氣體收集系統的結構示意圖。