[發明專利]電池熱失控實驗夾具

在審

• 申請號: 202110962377.5
• 申請日: 2021-08-20
• 公開（公告）號: CN113670458A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 陶澤源;黃文雪;曹明偉;童邦;鄭楠
• 申請（專利權）人: 合肥國軒高科動力能源有限公司
• 主分類號: G01K1/14
• 分類號: G01K1/14;H01M10/42
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 葉濛濛

本發明公開了一種電池熱失控實驗夾具，涉及鋰電池技術領域，包括夾板、針刺孔、收集平臺、蓋板、第二溫度傳感器；兩個夾板的內側相對；其中一個夾板上設有針刺孔，針刺孔貫穿在夾板的外側面與內側面之間；每個夾板的頂部固定連接有一個收集平臺，兩個收集平臺分別向兩個夾板的外側延伸；蓋板的材質和厚度模擬電池包的箱蓋，蓋板位于收集平臺的上方并與收集平臺之間留有間隙；多個第二溫度傳感器分別安裝在兩個收集平臺的頂面以及蓋板的底面的噴發物區域。本發明的優點在于：能夠收集電芯發生熱失控后的噴發物以及噴發物的溫度，以進行仿真模型驗證。

技術領域

本發明涉及鋰電池技術領域，尤其涉及一種電池熱失控實驗夾具。

背景技術

目前發展新能源動力電池是大勢所趨，鋰電池向更高的能量密度方向前進，伴隨著越來越高的安全風險，急需建立提高其安全性的研究，其中的關鍵問題是動力電池熱失控研究，為研究動力電池發生熱失控內在機理和外在表現，現需一種能夠固定、加熱、針刺電芯以及收集電芯發生熱失控后的噴發物和噴發物的溫度的實驗夾具。

專利CN212337945U公開了一種電池熱失控測試裝置，包括容器、工裝、針刺底座和動力機構，工裝設在容器內，用于固定待測試的若干個電池；針刺底座上固定安裝有鋼針；動力機構用于推動針刺底座；容器的側壁開有與鋼針相匹配的通孔。現有的電池熱失控測試裝置的缺點包括：不能收集電芯發生熱失控后的噴發物以及噴發物的溫度，以進行仿真模型驗證；不能實現多種工況下的電芯或模組的熱失控實驗；不能適應不同的電芯或模組的尺寸。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種能夠收集電芯發生熱失控后的噴發物以及噴發物的溫度，以進行仿真模型驗證的電池熱失控實驗夾具。

本發明是通過以下技術手段實現解決上述技術問題的：電池熱失控實驗夾具，包括夾板(1)、針刺孔(2)、收集平臺(5)、蓋板(6)、第二溫度傳感器(10)；兩個夾板(1)的內側相對；其中一個夾板(1)上設有針刺孔(2)，所述針刺孔(2)貫穿在所述夾板(1)的外側面與內側面之間；每個夾板(1)的頂部固定連接有一個收集平臺(5)，兩個收集平臺(5)分別向兩個夾板(1)的外側延伸；所述蓋板(6)的材質和厚度模擬電池包的箱蓋，所述蓋板(6)位于所述收集平臺(5)的上方并與所述收集平臺(5)之間留有間隙；多個第二溫度傳感器(10)分別安裝在兩個收集平臺(5)的頂面以及所述蓋板(6)的底面的噴發物區域。將電芯或模組固定在兩個夾板之間，利用鋼針穿過針刺孔可以進行針刺熱失控實驗，蓋板模擬電池包的箱蓋，兩個收集平臺能夠收集電芯的噴發物，第二溫度傳感器能夠收集噴發物的溫度，通過分析噴發物的成分和溫度，可以了解電池包內部電芯發生熱失控時箱蓋的薄弱環節，實現模擬箱蓋對流換熱標定，并可以進行多相流仿真驗證和高速熱流體仿真技術驗證。

作為優化的技術方案，該電池熱失控實驗夾具還包括加熱機構(8)、第一溫度傳感器(9)，所述加熱機構(8)、第一溫度傳感器(9)均安裝在兩個夾板(1)之間。加熱機構和第一溫度傳感器可以加熱電芯或模組并控制加熱溫度，實現多種工況下電芯或模組的熱失控實驗。

作為優化的技術方案，該電池熱失控實驗夾具還包括第三溫度傳感器(11)，所述第三溫度傳感器(11)安裝在所述蓋板(6)的頂面。第三溫度傳感器能夠收集蓋板外側的溫度，實現對電池包箱蓋和隔熱層的隔熱性能驗證。

作為優化的技術方案，兩個夾板(1)的內側、所述收集平臺(5)的頂面以及所述蓋板(6)的底面分別設有隔熱層。

作為優化的技術方案，所述夾板(1)與兩個收集平臺(5)分別通過螺栓固定連接。

作為優化的技術方案，兩個夾板(1)之間的距離能夠調節。通過調節兩個夾板之間的距離，可以適應不同的電芯或模組的尺寸。