CN105259298A - 一种锂离子电池燃烧检测方法 - Google Patents

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李大贺
杨凯
高飞
刘皓
赵录兴
王丽娜
胡晨
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China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
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China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
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Abstract

发明提供了一种锂离子电池燃烧检测方法，检测方法包括如下步骤：布置收集装置；确定触发方式；启动火源引起电池燃烧；收集数据；清理残留物和喷出物。本发明提供的一种锂离子电池燃烧检测方法的优点在于检测诱发锂离子电池燃烧的激源临界条件，电池耐受高温能力，及其起火、燃烧的过程和产物，进而做出有针对性的防控，从而大大提高了锂离子电池的安全性。

Description

一种锂离子电池燃烧检测方法
技术领域
本发明涉及二次电池储能技术，具体涉及一种锂离子电池燃烧检测方法
背景技术
锂离子电池已经进入电动工具和电动车辆等应用领域，但锂离子电池的安全问题仍然困扰着人们。近年来手机、笔记本电脑电池起火事件多次出现，还因此出现被大规模产品召回的情况。
一般情况下，锂离子电池储存的总能量和其安全性是成反比的，随着电池数量的增加，发生事故的可能性也随之提高。单体电池由于自身原因或在外部条件下发生火灾，在工作情况下还可能产生电弧，在短时间内产生高温，可以直接引燃周围其他单体。发生热失控的单体在释放热量的同时还会向外排出内部的导电、易燃物质，引起周围电池短路，进而引起电池组的整体事故。
锂离子电池要提高锂离子电池芯的安全性能，一方面要减小单体在由于自身原因发生热失控的概率，另一方面要提高外界热失控的能力。目前尚无发现对锂离子电池燃烧过程能进行有效检测的相关技术方案。
发明内容
为对锂离子电池进行安全性能方面的有关检测，本发明提供了一种锂离子电池燃烧检测方法，检测电池耐受高温能力，及其起火、燃烧的过程和产物。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种锂离子电池燃烧检测方法，所述检测方法包括如下步骤：
布置收集装置；
确定触发方式；
启动火源引起电池燃烧；
收集数据；
清理残留物和喷出物。
所述收集装置包括：电池燃烧箱、电池燃烧台、气体采样箱、活塞、实时检测探头、恒值检测探头、摄像机、显示器和控制器；所述电池燃烧箱的进风口通过风机阀门与风机相连；所述电池燃烧台置于电池燃烧箱内，待测锂离子电池置于电池燃烧台上，电池燃烧台的下部通过燃气阀门与电池燃烧箱箱体外的液化气瓶相连；所述气体采样箱通过采样阀门与电池燃烧箱相连，所述实时检测探头置于电池燃烧箱内的靠近采样阀门的一侧；所述活塞置于气体采样箱内，活塞与气体采样箱的前端部构成恒压室，所述恒值检测探头置于恒压室内的靠近采样阀门一侧；所述实时检测探头和恒值检测探头分别与控制器相连；，所述摄像机和显示器分别与控制器相连。
所述实时检测探头为六个传感器探头，分别为：CO检测探头、HF检测探头、CO2检测探头、O2检测探头和N2检测探头。
所述实时检测探头还包括温度传感器，用于通过控制器对电池燃烧箱的温度进行检测，所述温度传感器安装在锂离子电池表面。
所述恒值检测探头为五个恒值检测探头，分别为：CO检测探头、HF检测探头、CO2检测探头、O2检测探头和N2检测探头。
所述实时检测探头还包括压力感器，用于通过控制器对电池燃烧箱内的压力进行检测。
所述实时检测探头和所述恒值检测探头将采集的信息经过滤波放大传输给控制器。
所述实时检测探头和所述恒值检测探头位于摄像机拍摄范围内。
所述收集装置触发方式是手动、声控或光控触发。
与最接近的现有技术比，本发明提供的一种锂离子电池燃烧检测方法的优点在于检检测诱发锂离子电池燃烧的激源临界条件，电池耐受高温能力，及其起火、燃烧的过程和产物，进而做出有针对性的防控，从而大大提高了锂离子电池的安全性。
附图说明
图1为本发明检测方法的流程图
具体实施方式
本发明同时适用于锂离子电池单体和电池组作为检测对象。主要由以下步骤实现：
(1)在电池表面、周围布置记录装置和产物收集装置；记录装置可以是温度传感器、压力传感器、气体传感器或摄像机；产物收集装置可以是粉尘和气体收集装置及容器。
(2)记录装置和产物收集装置时间同步。
(3)激活数据记录和产物收集装置，启动火源引起电池燃烧。
(4)保存数据和产物，启动换气系统，收集剩余产物。
(5)以引燃时间、温度、产物毒性和火焰燃烧状态的变化描述锂离子电池燃烧的现象。燃烧现象评分表：
将各现象评分累加，得分5-8为低危害，9-12为中危害，13-15为高危害。
实施案例以燃烧电池，逐步说明检测方法。
(1)将电池放置在防爆实验室，安装火源，使火焰直接接触电池最易起火的位置。
(2)在电池表面布置压力传感器，在电池周围布置温度传感器和气体传感器，调节摄像机角度和画面大小，使电池位于画面中心并清晰可见；
压力传感器、气体传感器和温度传感器连接控制器，控制器连接显示装置。
(3)气体采集装置、温度采集装置和摄像机时间同步化。
(4)激活数据记录装置，启动火源燃烧电池直至电池燃烧、爆炸。
(5)保存数据和产物，启动换气系统，清理残留物和喷出物。
(6)以起火前的引燃时间、气体产物浓度、燃烧温度和火球燃烧状态的变化描述电池燃烧现象。燃烧现象评分表：
需要声明的是，本发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理启发下，可作各种修改、等同替换、或改进。但这些变更或修改均在申请待批的保护范围内。

Claims (9)

1.一种锂离子电池燃烧检测方法，其特征在于：所述检测方法包括如下步骤：
布置收集装置；
确定触发方式；
启动火源引起电池燃烧；
收集数据；
清理残留物和喷出物。
2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于：所述收集装置包括：电池燃烧箱、电池燃烧台、气体采样箱、活塞、实时检测探头、恒值检测探头、摄像机、显示器和控制器；所述电池燃烧箱的进风口通过风机阀门与风机相连；所述电池燃烧台置于电池燃烧箱内，待测锂离子电池置于电池燃烧台上，电池燃烧台的下部通过燃气阀门与电池燃烧箱箱体外的液化气瓶相连；所述气体采样箱通过采样阀门与电池燃烧箱相连，所述实时检测探头置于电池燃烧箱内的靠近采样阀门的一侧；所述活塞置于气体采样箱内，活塞与气体采样箱的前端部构成恒压室，所述恒值检测探头置于恒压室内的靠近采样阀门一侧；所述实时检测探头和恒值检测探头分别与控制器相连；所述摄像机和显示器分别与控制器相连。
3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于：所述实时检测探头为六个传感器探头，分别为：CO检测探头、HF检测探头、CO2检测探头、O2检测探头和N2检测探头。
4.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于：所述实时检测探头还包括温度传感器，用于通过控制器对电池燃烧箱的温度进行检测，所述温度传感器安装在锂离子电池表面。
5.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于：所述恒值检测探头为五个恒值检测探头，分别为：CO检测探头、HF检测探头、CO2检测探头、O2检测探头和N2检测探头。
6.根据权利要求5所述的检测方法，其特征在于：所述实时检测探头还包括压力感器，用于通过控制器对电池燃烧箱内的压力进行检测。
7.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于：所述实时检测探头和所述恒值检测探头将采集的信息经过滤波放大传输给控制器。
8.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于：所述实时检测探头和所述恒值检测探头位于摄像机拍摄范围内。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述收集装置触发方式是手动、声控或光控触发。
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