CN111279191A - 对二次电池内部产生的气体进行实时分析的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种二次电池用气体分析装置，该气体分析装置能够对二次电池直至着火或爆炸为止所产生的气体进行有效地定量分析和定性分析。

Description

对二次电池内部产生的气体进行实时分析的设备
技术领域
本申请要求于2018年6月7日提交的韩国专利申请No.10-2018-0065249和于2018年10月30日提交的韩国专利申请No.10-2018-0130852的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文中。
本发明涉及一种用于二次电池的气体分析装置，特别是涉及一种能够对二次电池直至着火或爆炸时刻为止所产生的气体进行有效地定量分析和定性分析分析装置。
背景技术
通常，二次电池是可以通过将化学能转化为电能的放电过程以及与之相反的充电过程来重复使用的电池。具有诸如对产品组的高应用能力和高能量密度的电特性的二次电池通常用于由电力驱动源驱动的电动车辆(EV)或混合动力车辆(HV)以及便携式装置中。
对于收集和分析二次电池中产生的气体，在二次电池的操作期间产生各种气体。二次电池中产生的气体的成分和含量的信息可以用于开发电池材料、优化电池制造工艺以及识别电池故障的原因。
但是，二次电池在暴露于高温下时具有着火/爆炸的危险。另外，由于过度充电、外部短路、针刺、局部挤压等在短时间内流过大电流，当因IR加热使电池被加热时，有着火/爆炸的危险。作为示例，由于电解质和电极之间的反应，产生了气体使内部的电池压力增加，并且二次电池可能在等于或大于预定压力的压力下爆炸。
另外，由于温度上升和二次电池实验期间产生的气体的增加而引起安装了二次电池的腔室中的压力增加，可能会出现严重的问题，例如电池膨胀现象或电池着火或爆炸。当电池着火或爆炸时，分析装置可能会暴露于由于火焰、粉尘和高压气体而遭受损坏的风险。因此，需要一种对直至二次电池着火或爆炸时刻为止二次电池中产生的气体进行实时分析的装置，并且还需要一种可以应用于与安全性评估(过度充电、暴露于高温等)相关的实验的装置。
另外，对与当前二次电池的安全性评估(过度充电、暴露于高温等)相关的实验的需求正在增加。因此，在电池过度充电且暴露于高温下的情况下，需要一种用于确保研究者安全并保护分析装置免受电池着火和爆炸危险的解决方案。
发明内容
技术问题
因此，本发明旨在解决上述问题。本发明的目的是提供一种装置，其用于对直至着火或爆炸时刻为止所产生的气体进行实时分析，同时确保研究者安全并保护对二次电池中产生的气体进行分析的装置免受电池着火和爆炸的危险。
技术方案
根据本发明的对二次电池中产生的气体进行分析的装置包括：
腔室，二次电池安装在腔室中；
引入介质供应模块，引入介质供应模块用于产生向腔室中的流动的引入介质流；以及
分析模块，分析模块用于对通过所述引入介质流而从腔室引入的二次电池中产生的气体进行分析，
其中，腔室包括：
入口，引入介质供应模块连接到入口；
出口，分析模块连接到出口；以及
安全阀，安全阀用于将在二次电池爆炸或着火期间产生的火焰、粉尘和高压气体释放到外部。
有益效果
根据本发明，提供了一种装置，其用于对二次电池直至着火或爆炸时刻为止二次电池中产生的气体进行实时分析，同时确保研究者安全并保护对二次电池中产生的气体进行分析的装置免受电池着火和爆炸的危险。
此外，除了对二次电池中产生的气体进行实时分析外，它还可以用于与对二次电池进行安全性评估(过度充电、暴露于高温等)相关的实验以及进行直至着火和爆炸后的分析。
附图说明
图1是根据本发明的对二次电池中产生的气体进行分析的装置10的示意图。
图2示出了根据本发明的对二次电池中产生的气体进行分析的装置10的示例的前视图。
图3示出了图2的对二次电池中产生的气体进行分析的装置10的主要部分的前视图。
图4是二次电池20着火后的照片。
图5是示出在未设置安全阀160的情况下由于二次电池20的着火或爆炸而将粉尘、火焰和高压气体喷射到分析模块的情况的照片。
具体实施方式
根据本发明的对二次电池中产生的气体进行分析的装置包括：
腔室，二次电池安装在腔室中；
引入介质供应模块，引入介质供应模块用于产生向腔室中的流动的引入介质流；以及
分析模块，分析模块用于对通过引入介质流而从腔室引入的二次电池中产生的气体进行分析，
其中，腔室包括：
入口，引入介质供应模块连接到入口；
出口，分析模块连接到出口；以及
安全阀，安全阀用于将二次电池爆炸或着火期间产生的火焰、粉尘和高压气体释放到外部。
另外，根据本发明的对二次电池中产生的气体进行分析的装置还可以包括：
第一截止阀，第一截止阀连接在入口和腔室之间；以及第二截止阀，第二截止阀连接在出口和腔室之间，
其中，当二次电池爆炸或着火时，第一截止阀可以截止从腔室到引入介质供应模块的流体的流动，并且，当二次电池爆炸或着火时，第二截止阀可以截止从腔室到分析模块的流体的流动。
另外，在根据本发明的对二次电池中产生的气体进行分析的装置中，第一截止阀和第二截止阀可以在等于或大于预定压力的压力下切换到关闭状态，并且安全阀可以在等于或大于预定压力的压力下切换到打开状态。
另外，在根据本发明的对二次电池中产生的气体进行分析的装置中，第一截止阀和第二截止阀可以在与压力等于或大于预定压力的气体直接接触时自动切换到关闭状态，并且安全阀可以在与压力等于或大于预定压力的气体直接接触时切换到打开状态。
另外，根据本发明的对二次电池中产生的气体进行分析的装置还可以包括：
压力计，压力计用于测量二次电池表面的压力或腔室内部的压力；以及
控制单元，控制单元用于在接收到指示由压力计测得的压力等于或大于预定压力的信号时，分别向第一截止阀、第二截止阀和安全阀立即发送用于关闭第一截止阀、关闭第二截止阀和打开安全阀的控制信号。
其中，根据控制单元的控制信号，第一截止阀和第二截止阀可以切换到关闭状态，并且安全阀可以切换到打开状态。
另外，根据本发明的对二次电池中产生的气体进行分析的装置还可以包括：
温度传感器，温度传感器用于测量二次电池表面的温度或腔室内部的温度；以及
控制单元，控制单元用于在接收到指示由温度传感器测得的温度等于或大于预定温度的信号时，分别向第一截止阀、第二截止阀和安全阀立即发送用于关闭第一截止阀、关闭第二截止阀和打开安全阀的控制信号。
其中，根据控制单元的控制信号，第一截止阀和第二截止阀可以切换到关闭状态，并且安全阀可以切换到打开状态。
另外，在根据本发明的对二次电池中产生的气体进行分析的装置中，腔室还可以包括与二次电池的电极连接的充电/放电端子，其中，该装置还可以包括过充电/放电端子与二次电池的电极电连接的充电/放电模块，以对二次电池进行充电/放电。
另外，在根据本发明的对二次电池中产生的气体进行分析的装置中，腔室可以包括腔室主体和腔室盖，二次电池可以安装在腔室主体中，并且腔室主体具有长方体形状，其前部具有开口，并且腔室盖适于遮盖开口，其中，入口可以设置在腔室主体的一侧上，出口可以设置在腔室主体的另一侧上，并且安全阀可以设置在腔室主体的中部。
另外，在根据本发明的对二次电池中产生的气体进行分析的装置中，预定压力可以是0.5巴至5巴范围内的压力值中的任意一个。
实施方式
在下文中，将详细描述根据本发明的实施例的对直至着火或爆炸为止二次电池中产生的气体进行分析的装置。附图示出了本发明的示例性形式，其被提供以更详细地解释本发明，并且本发明的技术范围不限于此。
另外，无论附图标记如何，将相同的附图标记赋予相同或相应的组件，并且将省略对相同或相应的组件的冗余描述，并且为了便于描述，可以放大或缩小所示各个组件的尺寸和形状。
图1是根据本发明的对二次电池中产生的气体进行分析的装置10的示意图。图2示出了根据本发明的对二次电池中产生的气体进行分析的装置10的示例的前视图。图3示出了图2的对二次电池中产生的气体进行分析的装置10的主要部分的前视图。
首先，参照图1，对二次电池中产生的气体进行分析的装置10包括腔室100(二次电池20安装在其中)、引入介质供应模块110和分析模块120。
二次电池20可以是罐型(圆柱、方形等)、袋型或纽扣电池型二次电池。二次电池20可以通过活性材料、金属板和电解质等的电化学反应被充电或放电。在此充电或放电驱动期间，内部电化学反应会产生内部气体。
二次电池20可以安装在腔室100中。参照图3，腔室100包括腔室主体101和腔室盖102。例如，腔室主体101可以具长方体形状，前部具有开口，腔室盖102可以设置为遮盖腔室主体101的开口。腔室主体101和腔室盖102可以通过诸如固定销、螺钉和螺栓的固定装置紧密地耦接。腔室主体101和腔室盖102之间的接触表面可以进一步包括诸如O形环的密封构件，以在腔室主体101和腔室盖102彼此耦接时进行密封。腔室主体101和腔室盖102可以各自具有双重结构。更具体地，腔室100(其中腔室主体101和腔室盖102耦接)具有双重结构。在腔室100(其中腔室主体101和腔室盖102耦接)中，安装有二次电池20的内表面由在高温和高压下耐久的绝缘且绝热的材料制成。它可以由酚醛树脂(bakelite)、特氟龙、气溶胶等制成。围绕内表面的外表面可以由诸如SUS和金属的材料制成。
腔室100设置有可以与引入介质供应模块110连接的入口103和可以与分析模块120连接的出口104。
引入介质供应模块110通过设置在腔室100中的入口103将包括惰性气体等的引入介质引入到腔室100中。引入介质供应模块110包括诸如质量流量计(MFC)、调节器(regulator)等的用于移动气体介质的装置。引入介质供应模块110和入口103连接到进气管，从而可以产生气流。包含惰性气体等的引入介质优选由诸如氦气、氮气、氩气等惰性气体构成。然而，可以根据要检测的二次电池中生成的气体的成分以及对二次电池中生成的气体进行分析的目的来适当地选择构成引入介质的气体成分。
通过控制引入介质供应模块110中的流速，可以将引入介质强有力地引入到腔室100中，并且由于腔室100的入口103和出口104之间的压力差，引入腔室100中的引入介质通过出口104离开腔室100。通过引入介质的这种传输流，二次电池20中的内部产生的气体与引入介质被一起通过出口104传输到分析模块120。
分析模块120通过进气管与设置在腔室100中的出口104连接，从而可以产生从设置在腔室100中的出口104排出的移动气流。分析模块120可以包括用于过滤引入介质的过滤器模块121。图1和图2示出了分析模块120通过进气管连接到腔室100的情况。如果需要，可以将用于收集二次电池中产生的气体的气体收集管(未示出)连接到出口104，并且在收集二次电池中产生的气体之后，气体收集管可以连接到分析模块120以执行分析。
在一个实施例中，入口103设置在腔室主体101的一侧上，而出口104设置在腔室主体101的另一侧上，从而可以在直到二次电池20即将着火或爆炸之前产生的气体的流动按照引入介质供应模块110——腔室100——分析模块120的顺序在一个方向上平稳地形成。在图2中，当从前部观察腔室100时，与引入介质供应模块110连接的入口103位于左侧，而与分析模块120连接的出口104位于右侧。然而，关于入口103和出口104的位置，本发明不限于图2所示，并且只要可以按照引入介质供应模块110——腔室100——分析模块120的顺序形成气体流动，各种变化和修改都是可以的。
另外，本发明的对二次电池中产生的气体进行分析的装置10还可以包括充电/放电模块。也就是说，由于二次电池20不仅可能由于充电和放电而爆炸或着火，而且还可能由于高温或外部冲击而爆炸或着火，因此根据本发明的对二次电池中产生的气体进行分析的装置10可以在没有充电/放电模块130的情况下实施，或者由于二次电池20可能由于过度充电而爆炸和着火，因此可以利用充电/放电模块130来实施该装置。充电/放电模块130与二次电池20的电极电连接，以驱动二次电池20的充电/放电。充电/放电模块130包括电源单元、负载单元和开关电路。电源单元调节电压和/或电流以对二次电池20充电，并且负载单元释放充在二次电池20中的能量。电源单元和负载单元可以通过充电/放电端子106电连接到二次电池20。充电/放电端子106可以设置在腔室100中并且与二次电池20的电极连接。电源单元和负载单元可以通过开关电路选择性地电连接到二次电池20。充电/放电模块130可以被配置为由通过诸如使用者的计算机的接口装置输入的使用者信号来控制。
在对二次电池中产生的气体进行分析的装置10中，当二次电池20被充电或放电时，在二次电池20暴露于高温和低温、二次电池20正极和负极的短路现象、挤压二次电池20、针刺二次电池20等的情况下，二次电池20可能爆炸或着火。为了防止由于二次电池20的爆炸或着火引起的火焰、粉尘、高压气体向引入介质供应模块110和分析模块120移动，根据本发明的对二次电池中产生的气体进行分析的装置10包括设置在入口103和引入介质供应模块110之间的第一截止阀140以及设置在出口104和分析模块120之间的第二截止阀150。第一截止阀140和第二截止阀150根据腔室110内部的压力而打开/关闭。
更具体地，在二次电池20的爆炸或着火中，由于二次电池20的爆炸或着火而引起的火焰、粉尘、高压气体的压力可能会大于通过引入介质供应模块110输送到腔室100中的引入介质的压力。第一截止阀140打开，并且当腔室100中的压力变得高于预定压力时，第一截止阀140自动关闭(截止)，以防止在由于二次电池20的爆炸或着火引起的火焰、粉尘和高压气体移动到引入介质供应模块110的情况下损坏引入介质供应模块110。
第二截止阀150打开，并且当腔室100中的压力变得高于预定压力时，第二截止阀150自动关闭(截止)，以防止在由于二次电池20的爆炸或着火引起的火焰、粉尘和高压气体移动到分析模块120的情况下损坏分析模块120。
另外，对二次电池中产生的气体进行分析的装置10还可以包括安全阀，以将在二次电池20爆炸或着火期间产生的火焰、粉尘和高压气体排放到装置10的外部，而不是排放到分析模块120。安全阀连接孔105可以设置在腔室100中，并且安全阀160可以设置在安全阀连接孔105中。图2示例性地示出了安全阀160设置在腔室100的腔室盖102的中部的情况。这是为了在二次电池20安装在腔室100的中部时，使由二次电池20的着火和爆炸引起的移动到另一个地方的压力或火焰最小化。也就是说，通过在最接近二次电池20的位置处打开安全阀160，可以通过安全阀160以低压将腔室100内部的高压气体和火焰迅速释放到外部。事实上，在二次电池20着火以及腔室100内部的高压气体释放之后，可以看出，在与安全阀160的位置相对应的位置(其与安全阀160接触)处，形成有位于二次电池20的表面上的孔。本发明不限于上述内容，并且可以进行各种修改和改变，只要其能够快速释放在腔室100的爆炸或着火期间产生的火焰、粉尘和高压气体，例如，当改变二次电池20在腔室100中的安装位置时，安全阀160的位置可以相应地改变，并且安全阀160可以设置在腔室主体101中。
安全阀160关闭，并且当腔室100中的压力变得高于预定压力时，安全阀160自动打开，以释放在腔室100爆炸或着火期间产生的火焰、粉尘和高压气体。
例如，在二次电池20着火之前对产生的气体进行实时分析期间，由于来自引入介质供应模块110的引入介质的流动而引起的腔室100内部的压力可以在1.0巴至1.5巴之间。使得第一截止阀140和第二截止阀150自动关闭且使得安全阀160自动打开的预定压力可以为0.5巴至5巴或1.5巴至2巴范围内的压力值中的任意一个。使得第一截止阀140和第二截止阀150自动关闭且使得安全阀160自动打开的预定压力不限于上述值，并且可以根据实施本发明的各种环境来调节。
第一截止阀140、第二截止阀150和安全阀160可以由，例如SUS或金属的材料制成，以承受由于二次电池20的爆炸或着火引起的高温和高压，并且可以是设有附加组件(例如O形圈)的阀。另外，第一截止阀140、第二截止阀150和安全阀160可以是在没有驱动源(例如电压源)的情况下可以自动打开和关闭的阀，或者可以是可以自动打开和关闭且连接到单独的驱动源的阀。作为在没有驱动源的情况下可以自动打开和关闭的阀，可以使用当在二次电池20着火或爆炸期间产生的高压气体直接接触该阀时自动截止的阀。例如，第一截止阀140和第二截止阀150可以包括能够阻止气体和粉尘的流动的止回阀、截止阀、速闭阀和断流。作为安全阀160，可以使用减压阀等。
腔室100还可以包括第一连接孔107和/或第二连接孔108。稍后将描述的温度传感器可以通过第一连接孔107和/或第二连接孔108设置在腔室100中。
另外，腔室100还包括用于测量二次电池20表面的压力或腔室100内部的压力的压力计(未示出)以及用于测量二次电池20表面的温度或腔室100内部的温度的温度传感器(未示出)，以测量二次电池20表面或腔室100内部的压力和温度。压力计可以测量腔室100内部的压力，并且将测得的压力实时地传输到控制单元200。在腔室100中，压力计可以安装为尽可能靠近二次电池20，从而可以更快地采集二次电池20的着火和爆炸的时间。另外，温度传感器可以将二次电池20表面的温度或腔室100内部的温度实时地传输到控制单元200。温度传感器也可以安装在二次电池20的表面上，或者安装为尽可能靠近二次电池20。例如，温度传感器可以是线形(例如，一种在铜上涂覆绝缘体的电线)温度传感器。线形温度传感器设置为穿过第一连接孔107或第二连接孔108，使得线形温度传感器的一端安装在二次电池20的表面上，而该温度传感器的另一端连接到控制单元200或数据存储装置。如果需要在腔室内部的特定位置处测量温度，则温度传感器的一端可以设置在腔室内部的特定位置处。由于当二次电池20着火或爆炸时安装在腔室100中的温度传感器被直接损坏而毁坏，因此使用这种线形温度传感器可以降低成本。另外，这种线形温度传感器具有非常易于更换的优点。同时，数据存储装置可以是例如数据记录器(data logger)。数据记录器被广泛用于读取温度、电池电压等。除了上述内容以外，还可以进行各种修改和改变，例如向腔室20添加传感器设备。由压力计测得的压力信息和/或由温度传感器测得的温度信息可以存储在嵌入或单独设置在控制单元200中的数据存储装置中。除了压力计和/或温度传感器之外，用于测量二次电池20的压力、电阻、二次电池20中产生的气体的产生时间、二次电池20中产生的气体的量以及由二次电池20产生的热的量的测量装置或传感器可以安装在腔室100中。测得的数据可以被发送到控制单元200和/或数据存储装置。可以同时进行在二次电池的其他安全测试中要进行的任何测量。通过由压力计测得的压力信息、由温度传感器测得的温度信息、二次电池20的压力、电阻、二次电池20中产生的气体的产生时间、二次电池20中产生的气体的量以及由二次电池20产生的热的量，可以获得在二次电池20着火或爆炸时的温度和压力等条件，并且这种信息可以用于二次电池20的安全性评估测试。
另外，可以在腔室100的外部设置加热炉以向腔室100施加热量，或者腔室100本身包括能够直接加热腔室100的装置，从而升高二次电池20的温度。为了不仅在二次电池20着火或爆炸的情况下被利用，而且为了在二次电池20的安全性评估测试中被利用，还可以以与二次电池20的安全性评估测试相同的方式将低温(冷却器、液氮等)。
如果从压力计发送的压力等于或大于预定压力(例如，0.5巴至5巴或1.5巴至2巴范围内的压力值中的任意一个)或从温度传感器发送的温度等于或大于预定温度(例如100℃以上)，则控制单元200可以分别向第一截止阀140、第二截止阀150和安全阀160立即发送用于关闭第一截止阀140、关闭第二截止阀150和打开安全阀160的控制信号。附加地或替代地，如果由充电/放电模块130测得的二次电池20的电压等于或大于预定电压值(例如，5V以上)，则控制单元200可以自动地分别向第一截止阀140、第二截止阀150和安全阀160立即发送用于关闭第一截止阀140、关闭第二截止阀150和打开安全阀160的控制信号。
在本发明的对二次电池中产生的气体进行分析的装置10中，在实验之前腔室100的内部可以处于真空状态下，以得出更准确的结果值。为此，对二次电池中产生的气体进行分析的装置10还可以包括连接至腔室100以在腔室100内部形成真空状态的真空泵(未示出)。
图4是二次电池20着火后的照片。
图5是示出在未设置安全阀160的情况下由于二次电池20的着火或爆炸而将粉尘、火焰和高压气体喷射到分析模块的情况的照片。
在下文中，在本发明的对二次电池中产生的气体进行分析的装置10中对二次电池中产生的气体进行分析时，第一截止阀140、第二截止阀150和安全阀160的操作的描述如下。
1.在腔室100中，在二次电池20着火或爆炸之前对二次电池20中产生的气体进行实时分析期间，通过从引入介质供应模块110提供的向腔室100中流动的流体，腔室10中的压力在，例如，1.0至1.5巴的范围内，并且流体按引入介质供应模块110、腔室100和分析模块120的顺序流动。腔室100中的压力可以通过引入介质供应模块110的质量流量计(MFC)保持在一定范围内。
此时，连接至引入介质供应模块110的第一截止阀140和连接至分析模块120的第二截止阀150处于打开状态，并且安全阀160处于关闭状态。在充电/放电模块130对二次电池20进行充电和放电的同时，分析模块120可以对二次电池20中产生的气体进行分析。由设置在腔室100中的压力计测得的二次电池20表面或腔室100内部的压力以及由温度传感器测得的二次电池20表面或腔室100内部的温度的信息被实时地或以预定的时间间隔发送到控制单元200和数据存储装置。
2.当由于二次电池20的过度充电或高温引起的异常反应导致二次电池20发生着火或爆炸时，腔室100中的压力增加，使得腔室100中的压力达到在对产生的气体进行分析时的压力范围(例如，1.5巴至2巴或至少1.5巴范围内的一个或多个压力值的值)内的最大值(即预定压力)。当设置在腔室100中的压力计检测到等于或大于预定压力的压力时，将指示压力计检测到压力等于或大于预定压力的信号立即发送到控制单元200。
此时，第一截止阀140和第二截止阀150自动关闭，安全阀160自动打开。这些阀的自动打开和关闭可以通过与由于二次电池的着火、爆炸而引起的高压气体直接接触而被自动操作，或者可以通过另外的驱动源被控制单元200自动地控制。因此，由于腔室100中的二次电池20的着火或爆炸而引起的火焰、粉尘和高压气体通过打开的安全阀160释放到外部，并且从腔室100到引入介质供应模块110的流体的流动以及从腔室100到分析模块120流体的流动被阻挡，从而可以保护引入介质供应模块110和分析模块120的设备。
根据本发明，通过设置自动关闭的与引入介质供应模块110连接的第一截止阀140和与分析模块120连接的第二截止阀150，以及自动打开的与外部连接的安全阀160，可以使由于二次电池20的着火或爆炸而损坏引入介质供应模块110和分析模块120的风险最小化，并且还可以确保装置10的使用者(研究者等)的安全。
另外，根据相关技术，在没有第一截止阀140、第二截止阀150和安全阀160的情况下，分析是在二次电池20未过度充电或未暴露于高温环境以避免二次电池20着火或爆炸的环境下进行的。也就是说，存在这样的局限：仅能在低于预定充电电压或预定温度的环境下对二次电池20中产生的气体进行分析。
然而，根据本发明，由于即使在二次电池20着火或爆炸的情况下，也可以保护引入介质供应模块110、分析模块120等，因此存在的优点是分析可以进行直至二次电池20的着火或爆炸(更准确地说，即将着火或爆炸)的时刻。因此，根据本发明，由于分析可以进行直至二次电池20的着火或爆炸的时刻，因此存在的优点是可以应用于使二次电池20着火或爆炸的情况下的实验或二次电池20的安全性评估实验。例如，在以往，对在二次电池20的充电和放电期间产生的气体进行分析的设备和对二次电池20的稳定性进行评估的设备分开设置。然而，根据本发明，可以通过单个装置对在二次电池20的充电和放电期间产生的气体进行分析并对二次电池20的稳定性进行评估，从而能够进行更有效的实验并降低成本。另外，根据二次电池20的类型或实验环境，如果二次电池20由于着火或爆炸而影响很小，从而对实验设备没有损坏，则第一截止阀、第二截止阀和安全阀的操作时间被延迟，因此可以进行分析直至二次电池20着火和爆炸之后。因此，可以进行直至着火之后的特定时间的分析。如果在二次电池20的着火或爆炸之前(更确切地说，即将着火或爆炸之前)操作阀，则阀应在几秒钟内被操作。如果要进行直至二次电池20着火或爆炸之后的分析，则即使在二次电池20着火或爆炸后几分钟到几小时也可以应用本发明。
应当理解，在不改变本发明的技术精神或基本特征的情况下，本领域技术人员可以以其他特定形式来体现本发明的上述技术配置。因此，应当理解，上述实施例在所有方面都是示例性的而不是限制性的。另外，本发明的范围由所附权利要求而不是上面的详细描述来体现。另外，应当理解，从权利要求书及其等价物的含义和范围得出的所有改变或修改都包括在本发明的范围内。
工业可用性
根据本发明，提供了一种装置，其用于对二次电池直至着火或爆炸时刻为止二次电池中产生的气体进行实时分析的，同时确保研究者安全并保护对二次电池中产生的气体进行分析的装置免受电池着火和爆炸的危险。
此外，除了对二次电池中产生的气体进行实时分析外，它还可以用于与对二次电池进行安全性评估(过度充电、暴露于高温等)相关的实验以及进行直至着火和爆炸后的分析。

Claims (9)

1.一种对二次电池中产生的气体进行分析的装置，包括：
腔室，所述二次电池安装在所述腔室中；
引入介质供应模块，所述引入介质供应模块用于产生向所述腔室中流动的引入介质流；以及
分析模块，所述分析模块用于对通过所述引入介质流而从所述腔室引入的所述二次电池中产生的所述气体进行分析，
其中，所述腔室包括：
入口，所述引入介质供应模块连接到所述入口；
出口，所述分析模块连接到所述出口；以及
安全阀，所述安全阀用于将所述二次电池爆炸或着火期间产生的火焰、粉尘和高压气体释放到外部。
2.根据权利要求1所述的对二次电池中产生的气体进行分析的装置，还包括：第一截止阀，所述第一截止阀连接在所述入口和所述腔室之间；以及第二截止阀，所述第二截止阀连接在所述出口和所述腔室之间，
其中，当所述二次电池爆炸或着火时，所述第一截止阀截止从所述腔室到所述引入介质供应模块的流体的流动，并且，当所述二次电池爆炸或着火时，所述第二截止阀截止从所述腔室到所述分析模块的流体的流动。
3.根据权利要求2所述的对二次电池中产生的气体进行分析的装置，其中，所述第一截止阀和所述第二截止阀在等于或大于预定压力的压力下切换到关闭状态，并且所述安全阀在等于或大于预定压力的压力下切换到打开状态。
4.根据权利要求3所述的对二次电池中产生的气体进行分析的装置，其中，所述第一截止阀和所述第二截止阀在与压力等于或大于预定压力的气体直接接触时自动切换到关闭状态，并且所述安全阀在与压力等于或大于预定压力的气体直接接触时切换到打开状态。
5.根据权利要求3所述的对二次电池中产生的气体进行分析的装置，还包括：
压力计，所述压力计用于测量所述二次电池表面的压力或所述腔室内部的压力；以及
控制单元，所述控制单元用于在接收到指示由所述压力计测得的所述压力等于或大于预定压力的信号时，分别向所述第一截止阀、所述第二截止阀和所述安全阀立即发送用于关闭所述第一截止阀、关闭所述第二截止阀和打开所述安全阀的控制信号，
其中，根据所述控制单元的所述控制信号，所述第一截止阀和所述第二截止阀切换到关闭状态，并且所述安全阀切换到打开状态。
6.根据权利要求2所述的对二次电池中产生的气体进行分析的装置，还包括：
温度传感器，所述温度传感器用于测量所述二次电池表面的温度或所述腔室内部的温度；以及
控制单元，所述控制单元用于在接收到指示由所述温度传感器测得的所述温度等于或大于预定温度的信号时，分别向所述第一截止阀、所述第二截止阀和所述安全阀立即发送用于关闭所述第一截止阀、关闭所述第二截止阀和打开所述安全阀的控制信号，
其中，根据所述控制单元的所述控制信号，所述第一截止阀和所述第二截止阀切换到关闭状态，并且所述安全阀切换到打开状态。
7.根据权利要求1所述的对二次电池中产生的气体进行分析的装置，其中，所述腔室还包括与所述二次电池的电极连接的充电/放电端子，并且
其中，所述装置还包括充电/放电模块，所述充电/放电模块通过所述充电/放电端子与所述二次电池的所述电极电连接，以对所述二次电池进行充电/放电。
8.根据权利要求1所述的对二次电池中产生的气体进行分析的装置，其中，所述腔室包括腔室主体和腔室盖，所述二次电池安装在所述腔室主体中，并且所述腔室主体具有长方体形状前部具有开口，所述腔室盖适于遮盖所述开口，
其中，所述入口设置在所述腔室主体的一侧上，所述出口设置在所述腔室主体的另一侧上，并且所述安全阀设置在所述腔室主体的中部。
9.根据权利要求3所述的对二次电池中产生的气体进行分析的装置，其中，所述预定压力是0.5巴至5巴范围内的压力值中的任意一个。
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