CN111406342A - 气体收集装置及方法 - Google Patents

Abstract

为了解决常规技术的上述问题，本发明提供用于自动收集二次电池中产生的气体的装置，二次电池被开发为车辆电池单元、移动装置、电动工具等的能源，本发明提供用于自动收集多个二次电池中产生的气体并将其自动注入到分析仪使得能够分析其的装置。根据本发明，该装置包括：多个电池保持器，多个二次电池分别安装在其中；电池保持器托盘，多个电池保持器置于其中；收集单元，沿与多个二次电池中的要分析的二次电池的表面垂直的方向移动，从而收集单元能够与要分析的二次电池的表面耦接和脱离；刺穿单元，在收集单元中沿与要分析的二次电池的表面垂直的方向移动而刺穿固定到其的一个表面，电池保持器托盘能够旋转使得二次电池的表面面对收集单元。

Description

气体收集装置及方法

技术领域

本申请要求于2018年7月4日提交的韩国专利申请No.10-2018-0077665、于2019年4月30日提交的韩国专利申请No.10-2019-0056805和于2019年6月25日提交的韩国专利申请No.10-2019-0075688的优先权权益，它们的全部公开内容通过引用并入本文中。

本发明涉及一种气体收集装置和方法，更具体地，涉及一种使用二次电池中产生的内部气体的自动收集装置的多个二次电池产生的内部气体的气体收集和分析装置及方法。

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及其反向的充电过程而重复使用的电池。二次电池的类型包括镍镉(Ni-Cd)电池和镍氢(Ni-MH)电池、锂金属电池、锂离子(Li离子)电池和锂离子聚合物电池(Li离子聚合物电池)。在这些二次电池中，具有高能量密度和电压、长循环寿命和低自放电率的锂二次电池在商业上被使用并被广泛使用。锂二次电池包括聚合物型电池、圆型电池、方型电池和袋型电池。

然而，常规的锂二次电池在暴露于高温时具有着火/爆炸的危险。另外，当由于过度充电、外部短路、针刺(nail penetration)、局部挤压(local crush)等而在短时间内流过大电流时，在通过IR加热来加热电池时存在着火/爆炸的危险。作为示例，由于电解质和电极之间的反应，产生气体而增加电池的内部压力，并且锂二次电池在等于或大于规定压力的压力下可能爆炸或排放气体。

根据锂二次电池中的反应，可能产生各种气体，例如氢气、氧气、氮气、一氧化碳、二氧化碳、诸如C_nH_2n-2(n＝2～5)、C_nH_2n(n＝2～5)和C_nH_2n+2(n＝1～5)的烃以及其他有机气体种类。内部产生的气体(例如二氧化碳)根据条件是可逆的，在充电时会恢复为它们的原始材料，但通常以气相保留在电池中以增加内部压力并引起导致电池膨胀的膨胀现象。具有膨胀现象的电池太厚以至于不能安装在被设计为要安装的电气和电子装置上，或者其由于鼓胀的外观而被判断为有缺陷，并且失去了其作为产品的价值。

因此，收集并准确分析二次电池中产生的气体非常重要。在锂离子电池的工作期间会产生各种气体，有关产生的气体的组成和含量的信息对于开发电池材料、优化电池制造工艺以及识别电池故障原因是有用的。

首先，图1示出了二次电池中产生的气体的常规收集装置1，常规收集装置1连接到歧管部10。参照图1，二次电池中产生的气体的常规收集装置1仅对安装在二次电池1中产生的气体的收集装置1的夹具中的一个二次电池来收集气体，以分析二次电池的内部气体。其结果，通过连接到歧管部10的气体分析仪13来分析气体。

即，歧管部10的真空泵11连接到二次电池中产生的气体的收集装置100的规定位置，以将配备有二次电池的在二次电池中产生的内部气体的收集装置调节到真空状态。随后，通过刺穿单元(punching unit)刺穿二次电池以收集气体，然后通过气体分析仪13分析气体。

气体分析仪13使用质谱仪或色谱法，但不限于此，并且可以使用其他的分析仪或方法来提高气体分析的准确性或精度。

然而，收集电池中产生的气体的常规方法使用将一种类型的电池放置在密封夹具中并手动地刺穿来收集气体的方法。因此，需要一种能够更有效且快速地收集从大量电池产生的气体的装置。

发明内容

技术问题

本发明被设计用于解决现有技术的上述问题。本发明旨在提供一种用于自动地收集已被开发为例如汽车电池移动装置和电动工具的能源的在二次电池中产生的气体的装置，其中，该装置自动地收集在多个二次电池中产生的气体并将其自动地注入到分析装置中进行分析。

技术方案

本发明的在二次电池中产生的气体的自动收集装置包括：多个电池保持器，所述多个电池保持器中的每一个安装有多个二次电池中的每一个；电池保持器托盘，所述多个电池保持器被置于所述电池保持器托盘中；收集单元，所述收集单元通过沿与所述多个二次电池中的要分析的所述二次电池的一个表面垂直的方向移动，而与要分析的二次电池的一个表面耦接和脱离；以及刺穿单元，所述刺穿单元通过在收集单元中沿与要分析的二次电池的一个表面垂直的方向移动而刺穿固定到收集单元的二次电池的一个表面，其中，电池保持器托盘可以旋转以使二次电池的一个表面面对收集单元。

本发明的在二次电池中产生的气体的自动收集方法可以在本发明的在二次电池中产生的气体的自动收集装置中执行。

本发明的在二次电池中产生的气体的自动收集方法可以包括以下步骤：使电池保持器托盘旋转以使要分析的二次电池移动到面对收集单元的位置；使收集单元接近二次电池的一个表面而进行耦接；将收集单元的内部调节到真空状态；用刺穿单元刺穿二次电池的一个表面；收集二次电池中产生的气体；通过注入氮气使二次电池与收集单元分离；以及使收集单元与二次电池间隔开，并使接下来要分析的二次电池移动到面对收集单元的位置。

本发明的在二次电池中产生的气体的自动收集方法可以包括以下步骤：利用第一气缸的旋转动力，通过与第一气缸连接的转子使电池保持器托盘旋转，从而将要分析的二次电池移动到面对收集单元的位置；利用第二气缸的线性动力，使收集单元接近二次电池的一个表面以进行耦接；将收集单元的内部调节到真空状态；利用第三气缸的旋转动力，通过与第三气缸连接的曲柄来使刺穿单元线性移动，从而利用刺穿单元刺穿二次电池的一个表面；收集在二次电池中产生的内部气体；通过注入氮气使二次电池与收集单元分离；以及利用第二气缸的线性动力使收集单元与二次电池间隔开，并通过转子使电池保持器托盘旋转以使接下来要分析的二次电池面对收集单元。

有益效果

根据本发明，即使使用一个在二次电池中产生的气体的自动收集装置，也可以在收集从多个二次电池中产生的气体并实时分析该气体中更有效地简单地和快速地收集和分析。

附图说明

图1是二次电池中产生的气体的常规收集装置的示意图。

图2是根据本发明的实施例的在二次电池中产生的气体的自动收集装置的主视图。

图3是示出保持器托盘的主视图。

图4是根据本发明另一实施例的在二次电池中产生的气体的自动收集装置的主视图。

图5是示出刺穿单元的主视图。

图6是示出刺穿单元和曲柄的主视图。

图7的(a)至图7的(c)分别示出了根据图2的在二次电池中产生的气体的自动收集装置的操作方法。

具体实施方式

在二次电池中产生的气体的自动收集装置包括：多个电池保持器，所述多个电池保持器中的每一个安装有多个二次电池中的每一个；电池保持器托盘，多个电池保持器放置在所述电池保持器托盘中；收集单元，所述收集单元通过沿与多个二次电池中的要分析的二次电池的一个表面垂直的方向移动，而与要分析的二次电池的一个表面耦接和脱离；以及刺穿单元，所述刺穿单元通过在收集单元中沿与要分析的二次电池的一个表面垂直的方向移动而刺穿固定到收集单元的二次电池的一个表面，其中，电池保持器托盘可以旋转以使二次电池的一个表面面对收集单元。

本发明的在二次电池中产生的气体的自动收集装置还包括：第二气缸，所述第二气缸连接到收集单元并提供用于线性移动的动力；转子，所述转子连接到电池保持器托盘以使电池保持器托盘旋转；第一气缸，所述第一气缸连接到转子并提供旋转动力；曲柄，所述曲柄连接到刺穿单元；以及第三气缸，所述第三气缸连接到曲柄并提供旋转动力，其中，曲柄将第三气缸的旋转动力转换为刺穿单元的线性移动的动力。

在本发明的在二次电池中产生的气体的自动收集装置中，收集单元可以位于电池保持器托盘的上方，并且二次电池或电池保持器可以位于收集单元与电池保持器托盘之间。

在本发明的在二次电池中产生的气体的自动收集装置中，收集单元可以包括：电池保持器容纳单元，所述电池保持器容纳单元位于收集单元的下端处，所述电池保持器容纳单元用于将电池保持器容纳在电池保持器容纳单元的内部空间中；在电池中产生的气体的容纳单元，所述在电池中产生的气体的容纳单元在电池保持器容纳单元的上方与电池保持器容纳单元一体地形成并且具有柱状，所述在电池中产生的气体的容纳单元用于将在二次电池中产生的气体容纳在其内部空间中；密封构件，所述密封构件设置在电池保持器容纳单元与二次电池的一个表面彼此接触的部分处，所述密封构件用于密封由在电池中产生的气体的容纳单元以及二次电池的一个表面形成的空间；在电池中产生的气体的出口，所述在电池中产生的气体的出口设置于在电池中产生的气体的容纳单元的侧部处，其中，在电池中产生的气体的出口被调节为使经由在电池中产生的气体的容纳单元释放的在二次电池中产生的内部气体从二次电池的一个表面移动到歧管部或气体分析仪；以及真空泵连接部，所述真空泵连接部设置于在电池中产生的气体的容纳单元的侧部并被调整为连接到真空泵。

在本发明的在二次电池中产生的气体的自动收集装置中，刺穿单元可以包括：刺穿单元杆，所述刺穿单元杆连接到曲柄；以及刺穿针，所述刺穿针连接到刺穿单元杆的下端，其中，刺穿针通过由于曲柄的旋转引起的刺穿单元杆的移动而移动穿过在电池中产生的气体的容纳单元，并且刺穿针刺穿二次电池的一个表面。

在本发明的在二次电池中产生的气体的自动收集装置中，刺穿单元可以进一步包括与刺穿单元杆的上端连接的弹簧，其中，当曲柄旋转而使刺穿针向下移动时，利用收缩的弹簧的恢复力使刺穿针以高速移动来刺穿二次电池的一个表面。

在本发明的在二次电池中产生的气体的自动收集装置中，二次电池可以是柱型电池、方型电池、纽扣电池和袋型电池中的任一种。

在本发明的在二次电池中产生的气体的自动收集装置中，收集单元可以还包括氮气连接部，所述氮气连接部设置于在电池中产生的气体的容纳单元的侧部处，并被调整为与氮气供应部连接。

在本发明的在二次电池中产生的气体的自动收集装置中，当要分析的在二次电池中产生的内部气体的收集完成时，收集单元与二次电池的一个表面间隔开而与二次电池的一个表面脱离，并且电池保持器托盘旋转以使接下来要分析的二次电池的一个表面面对收集单元。

本发明的在二次电池中产生的气体的自动收集方法可以在本发明的在二次电池中产生的气体的自动收集装置中执行。

本发明的在二次电池中产生的气体的自动收集方法可以包括以下步骤：使电池保持器托盘旋转以使要分析的二次电池移动到面对收集单元的位置；使收集单元接近二次电池的一个表面以进行耦接；将收集单元的内部调节到真空状态；用刺穿单元刺穿二次电池的一个表面；收集在二次电池中产生的气体；通过注入氮气使二次电池与收集单元分离；以及使收集单元与二次电池间隔开，并且使接下来要分析的二次电池移动到面对收集单元的位置。

本发明的在二次电池中产生的气体的自动收集方法可以包括以下步骤：利用第一气缸的旋转动力，通过与第一气缸连接的转子使电池保持器托盘旋转，从而使要分析的二次电池移动到面对收集单元的位置；利用第二气缸的线性动力，使收集单元接近二次电池的一个表面以进行耦接；将收集单元的内部调节到真空状态；利用第三气缸的旋转动力，通过与第三气缸连接的曲柄来使刺穿单元线性移动，从而利用刺穿单元刺穿二次电池的一个表面；收集在二次电池中产生的内部气体；通过注入氮气使二次电池与收集单元分离；以及利用第二气缸的线性动力使收集单元与二次电池间隔开，并通过转子使电池保持器托盘旋转，以使接下来要分析的二次电池面对收集单元。

实施方式

在本说明书和权利要求书中使用的术语或词语不限于普通含义或词典含义，并且应当基于发明人可以适当地定义术语的概念以最好地描述其自己的发明的原理而被理解为与本发明的技术精神相对应的含义和概念。因此，由于说明书中描述的实施例和附图中所示的图仅是本发明的最优选实施例，不代表本发明的所有技术思想，因此应理解的是，在本申请时可以有可以替代它们的等同物和变型。另外，将省略可能不必要地模糊本发明的主题的众所周知的功能和结构的详细说明。在下文中，将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。

图2是根据本发明的实施例的在二次电池中产生的气体的自动收集装置的主视图。图3是示出保持器托盘的主视图。图4是根据本发明另一实施例的在二次电池中产生的气体的自动收集装置的主视图。图5是示出刺穿单元的主视图。图6是示出刺穿单元和曲柄的主视图。图7的(a)至图7的(c)分别示出了根据图2的在二次电池中产生的气体的自动收集装置的操作方法。

首先，根据本发明的实施例的在二次电池中产生的气体的自动收集装置100可以连接到图1的歧管部10，并通过气体分析装置13进行分析。或者，根据本发明的一个实施例的在二次电池中产生的气体的自动收集装置100可以直接连接到气体分析装置，而无需连接到歧管部10。根据本发明的一个实施例的在二次电池中产生的气体的该自动收集装置100，该装置能够直接连接到气体分析装置，以分别实时分析从多个电池产生的气体，而无需将气体收集在歧管部10中。因此，具有无需稀释样品就可以立即进行分析的优点。

在二次电池中产生的气体的自动收集装置包括：多个电池保持器，所述多个电池保持器中的每一个安装有多个二次电池20中的每一个；电池保持器托盘130，多个电池保持器放置在电池保持器托盘130中；收集单元170，收集单元170通过沿与多个二次电池20中的要分析的二次电池20的一个表面垂直的方向移动而与要分析的二次电池20的一个表面耦接和脱离；以及刺穿单元190，刺穿单元190通过在收集单元170中沿与要分析的二次电池20的一个表面垂直的方向移动而刺穿固定到收集单元170的二次电池20的一个表面。

参照图2，根据本发明的在二次电池中产生的气体的自动收集装置100中的部件被安装在壳体(未示出)中。壳体具有多层结构，在多层结构中每一层可以配备有部件。例如，壳体可以由第一层部分111和第二层部分112的多层结构形成，并且可以包括上表面部分(未示出)和下表面部分(未示出)。第一层部分111可以位于壳体的上表面部分的下方，第二层部分112可以位于第一层部分111的下方，并且下表面部分可以设置在壳体的底部上。

本发明的壳体的多层结构的结构不限于上述结构，并且可以根据将在稍后描述的本发明的在二次电池中产生的气体的自动收集装置100的每个部件的布置的改变，做出各种变更和改变。

放置有多个电池20的多个电池保持器120以及安装有多个电池保持器120的电池保持器托盘130设置在壳体的中央处，例如设置在第一层部分111与第一层部分112之间。电池保持器120的上表面可以设置有凹部(未示出)，使得能够安装电池20，并且凹部的形状可以对应于电池20的形状，使得安装的电池20不会分离。

如图3所示，转子140连接到电池保持器托盘130的下表面的中央，并且第一气缸160连接到转子140的下端。转子140可以在第一气缸160的旋转动力下旋转，因此电池保持器托盘130可以相应地旋转。另外，第一气缸160的下端可以固定到壳体。

如图4所示，至少一个辊150位于电池保持器托盘130的下表面上。电池保持器托盘130的下表面可以与辊150的上表面接触。因此，当电池保持器托盘130通过转子140旋转时，电池保持器托盘130可以通过辊150更顺畅地旋转。另外，辊150的下表面可以固定到壳体，例如，固定到第二层部分112。因此，辊150还用于支撑电池保持器托盘130并保持电池保持器托盘130水平。另外，当稍后将描述的收集单元170刺穿电池20时，托盘130的对准可能扭曲或者托盘130可能倾斜。因此，至少一个辊150应该与收集单元170在竖直方向上位于一条直线，因此可以在刺穿电池时保持包括托盘130的整体对准。辊150可以设置为一个，但是更优选地设置为多个。例如，可以设置三个辊150，并且电池保持器托盘130的表面可以通过三点支撑被稳定地支撑。

用于收集在二次电池中产生的内部气体的收集单元170可以位于电池保持器托盘130的上方。根据本发明的收集单元170未在其中容纳电池20，而是耦接到电池20的上表面以密封电池20的上表面并收集在电池20中产生的气体。例如，电池20可以是柱型电池、方型电池、纽扣电池或袋型电池。

收集单元170可以通过第二气缸180而上下移动，因此可以相应地与电池20的上表面耦接和脱离。或者，在另一实施例中，收集单元170可以通过第二气缸180左右移动，并因此可以相应地与电池20的侧部耦接和脱离。第二气缸180用于向收集单元170提供线性动力，使得收集单元170能够线性移动。更具体地，例如，收集单元170可以安装在壳体的第一层部分111的下表面上，并且第二气缸180可以连接到第一层部分111的上表面。因此，当第一层部分111通过第二气缸180的竖直移动的动力而上下移动时，安装在第一层部分111的下表面上的收集单元170可以上下移动。电池20的上表面可以指电池20的表面中的面对收集单元170的电池20的的一个表面。

即，收集单元170可以位于电池保持器托盘130的上方，并且电池20或电池保持器120可以位于收集单元170与电池保持器托盘130之间。收集单元170可以通过从设置在收集单元上方的第二气缸180接收用于线性移动的动力来接近电池20或与电池20间隔开。电池保持器托盘130可以通过从设置在电池保持器托盘130下方的第一气缸160接收旋转动力，绕从上部延伸到下部的纵轴来旋转。配备有二次电池20的多个电池保持器120可以设置在距电池保持器托盘130的旋转中心相同的距离处。也就是说，电池保持器120可以沿着以电池保持器托盘130的旋转中心为中心的假想圆的圆周而设置。电池保持器120可以在虚拟圆的圆周上以相等的间隔间隔开。因此，第一气缸160的旋转量可以是360°除以设置在电池保持器托盘130上的电池保持器120的数量。电池保持器120可以以恒定间隔径向对称地设置在电池保持器托盘130上。每次第一气缸160旋转一次时，每个电池可以依次地位于收集单元170的下方。

如图5所示，收集单元170在收集单元170的下端处包括电池保持器容纳单元171。电池保持器容纳单元171的内部空间可以具有与电池保持器120的形状相符的形状以容纳电池保持器120。

另外，收集单元170包括在电池20中产生的气体的容纳单元172，用于在其内部空间中容纳电池保持器。在电池中产生的气体的容纳单元172位于电池保持器容纳单元171的上方，并且具有柱状和空的内部空间，在该空的内部空间中，稍后将要描述的刺穿单元190的刺穿单元杆192和刺穿针193能够上下移动。电池保持器容纳单元171和在电池中产生的气体的容纳单元172一体地形成。如上所述，当收集单元170通过第二气缸180向下移动时，电池保持器120可以被容纳在电池保持器容纳单元171中，并且电池20的上表面可以耦接到在电池中产生的气体的容纳单元172的下端。在电池中产生的气体的容纳单元172的下端的圆周(电池保持器容纳单元171与电池20的上表面接触的位置)上设置密封构件173以密封在电池中产生的气体的容纳单元172和电池20的上表面。例如，密封构件173可以是O型圈。

电池中产生的气体的出口174设置于在电池中产生的气体的容纳单元172的侧部，并且被调节为使经由在电池中产生的气体的容纳单元172释放的在电池中产生的内部气体从电池20的上表面移动到歧管10。在电池中产生的气体的出口174可以配备有开/关阀(未示出)。

另外，在电池中产生的气体的容纳单元172的侧部设置有真空泵连接部175以及氮气连接部176，真空泵11被连接到真空泵连接部175以将在电池中产生的气体的容纳单元172的内部调节到真空状态5，氮气连接部176用于将氮气供应到在电池中产生的气体的容纳单元172中。本发明的附图示出了真空泵连接部175和氮气连接部176被共同使用的情况。换言之，在电池中产生的气体的容纳单元172的侧部上设置开/关阀，使得真空泵(未示出)连接到一个开口(175、176)，以将在电池中产生的气体的容纳单元172的内部调节到真空状态，并且氮气供应部(未示出)连接到一个开口(175、176)以将氮气供应到在电池中产生的气体的容纳单元172。或者，T型连接器(未示出)连接到在电池中产生的气体的容纳单元172的侧部上的一个开口(175、176)，从而将真空泵和氮气供应部分别连接到T型连接器。或者，不同于附图，可以进行各种变更和改变，例如，在电池中产生的气体的容纳单元172的侧部可以分别设置有真空泵连接部175和氮气连接部176作为两个开口。真空泵连接部175和氮气连接部176中的每一者可以配备有开/关阀(未示出)。

收集单元170还设置有用于刺穿电池20的上表面的刺穿单元190。如图6所示，刺穿单元190可以通过曲柄200而上下移动。第三气缸210旋转以使与第三气缸210连接的曲柄200旋转。通过曲柄200的旋转，通过连接杆201连接到曲柄的刺穿单元190竖直地(上下)移动。即，由曲柄200产生的第三气缸210的旋转动力可以转换为用于使刺穿单元190上下往复运动的线性动力。更具体地，连接杆201可以大致由连接到曲柄200的第一部分201a和连接到刺穿单元190的第二部分201b构成。第一部分201a可以是椭圆形或圆形的盘。曲柄200的旋转轴可以被连接为与第一部分201a的表面垂直，并且可以被连接为与第一部分201a的中心间隔开。第二部分201b的一端固定到刺穿单元190，第二部分201b的另一端可以与第一部分201a的圆周进行滑动接触。当连接杆201的固定到曲柄200的第一部分201a旋转时，连接杆201的第二部分201b被推出，使得刺穿单元190线性地移动而在电池20中穿孔。在某些情况下，连接杆201的第一部分201a和第二部分201b可以一体地形成。图7的(a)和图7的(c)示出了刺穿单元190升起的情况，图7的(b)示出了刺穿单元190下降的情况。

例如，第三气缸210可以通过第三气缸固定构件211被支撑在第一层部分111的下表面上。

更具体地，如图7所示，刺穿单元190的刺穿单元杆192连接到曲柄200的连接杆201。刺穿针193连接到刺穿单元杆192的下端，使得刺穿针193通过由于曲柄200的旋转引起的刺穿单元杆192的上下移动而上下移动。另外，刺穿单元杆192和刺穿针193可以移动通过在电池中产生的气体的容纳单元172的内部，使得刺穿针193能够移动到电池20的上表面。因此，当刺穿单元190向下移动到电池20的上表面并且电池20的上表面被刺穿针193刺穿，然后刺穿单元190向上移动时，在电池20中产生的内部气体从电池20的上表面上的孔移动到在电池中产生的气体的容纳单元172中。刺穿单元杆192的圆周设置有密封构件195，例如O型圈，以使在电池20中产生的内部气体不会移动到与刺穿单元杆192连接的弹簧194。刺穿单元杆192的密封构件195可以设置为多个。刺穿杆192的多个密封构件195可以设置为沿着刺穿单元杆195的纵向方向彼此间隔开一定距离。在电池中产生的气体的容纳单元172可以具有封闭的空间，该封闭的空间被刺穿单元杆192周围的密封构件195以及与电池20的上表面接触的密封构件173从外部封闭。即，两个位置处的密封构件173和195可以防止气体泄漏到外部，并且允许气体被收集于在电池中产生的气体的容纳单元172中。

弹簧194与刺穿单元杆192的上端连接，使得当曲柄200旋转而使刺穿针193向下移动时，刺穿针193能够通过收缩的弹簧194的恢复力而迅速向下移动。因此，电池20的上表面能够被刺穿针193瞬间刺穿。另外，可以通过弹簧194限制刺穿针193的竖直移动距离。

接下来，参照图7，将描述图2的在二次电池中产生的气体的自动收集装置100的操作方法。

首先，进行使电池保持器托盘130旋转以使要分析的电池20置于收集单元170下方的步骤。即，通过使电池保持器托盘130旋转，使要分析的电池20恰当地置于收集单元170的下方。

接下来，进行通过第二气缸180将收集单元170通过向下移动耦接到电池20的上表面的步骤。即，收集单元170通过第二气缸180而向下移动从而被准确地固定到电池20的上表面，并且电池20的上表面被密封构件173密封。

接下来，进行将在电池中产生的气体的容纳单元172的内部调节到真空状态的步骤(图7的(a))。即，将与真空泵11连接的真空泵连接部175的开/关阀打开，从而将在电池中产生的气体的容纳单元172的内部调节到真空状态。在这种情况下，刺穿单元190可以升起。

接下来，进行通过使曲柄200旋转而使刺穿针193向下移动来刺穿电池20的上表面的步骤(图7的(b))。即，当曲柄200通过第三气缸210而旋转时，刺穿针193快速地向下移动，从而与弹簧194的力一起强力地刺穿电池20的上表面。此时，加入随着曲柄200的旋转而收缩的弹簧194的恢复力，因此刺穿针193能够迅速地向下方移动。在刺穿步骤中，可以关闭在电池中产生的气体的出口174、真空泵连接部175以及氮气连接部176的所有的阀。

接下来，进行收集在电池20中产生的内部气体的步骤(图7的(c))。即，当曲柄200旋转时，刺穿针193向上移动并返回其原始状态。此时，由于弹簧194收缩，因此刺穿针193向上移动的速度比刺穿针193向下移动的速度慢。当刺穿针193向上移动时，在电池20中产生的内部气体从电池20的上表面上的刺穿孔被移动到在电池中产生的气体的容纳单元172中，并通过在电池中产生的气体的出口174被收集。

接下来，进行通过注入氮气使电池20与收集单元170分离的步骤。即，当在电池20中产生的内部气体的收集完成时，将氮气连接部176的开/关阀打开以将氮气注入到在电池中产生的气体的容纳单元172中。其结果，与密封构件173紧密接触的电池20被分离。

接下来，进行通过第二气缸180使收集单元170向上移动并且将接下来要分析的二次电池20置于收集单元170下方的步骤。即，在通过第二气缸180使收集单元170向上移动之后，使电池保持器托盘130旋转，使得接下来要分析的电池20位于收集单元170的正下方。对于接下来要分析的电池20如上所述地执行相同的过程。

上述实施例仅是使本发明所属领域的技术人员(以下称为本领域技术人员)能够容易地实施本发明的优选实施例。由于本发明不限于上述的实施例和附图，因此本发明的范围不限于此。因此，对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的精神的情况下可以进行各种替换、变更和改变，并且，显然地，本发明的范围内包括本领域技术人员容易做出改变的内容。

工业可应用性

根据本发明，即使使用一个在二次电池中产生的气体的自动收集装置，也具有这样的优点，即可以在从多个二次电池中产生的气体的收集以及该气体的实时分析中更有效地、简单地和快速地进行收集和分析。

Claims (11)

1.一种在二次电池中产生的气体的自动收集装置，包括：

多个电池保持器，所述多个电池保持器中的每一个安装有多个二次电池中的每一个；

电池保持器托盘，所述多个电池保持器被置于所述电池保持器托盘中；

收集单元，所述收集单元通过沿与所述多个二次电池中的要分析的所述二次电池的一个表面垂直的方向移动，而与所述要分析的二次电池的所述一个表面耦接和脱离；以及

刺穿单元，所述刺穿单元通过在所述收集单元中沿与所述要分析的二次电池的所述一个表面垂直的方向移动，而刺穿固定到所述收集单元的所述二次电池的所述一个表面，

其中，所述电池保持器托盘旋转以使所述二次电池的所述一个表面面对所述收集单元。

2.根据权利要求1所述的在二次电池中产生的气体的自动收集装置，还包括：

第二气缸，所述第二气缸连接到所述收集单元并提供用于线性移动的动力；

转子，所述转子连接到所述电池保持器托盘以使所述电池保持器托盘旋转；

第一气缸，所述第一气缸连接到所述转子并提供旋转动力；

曲柄，所述曲柄连接到所述刺穿单元；以及

第三气缸，所述第三气缸连接到所述曲柄并提供旋转动力，

其中，所述曲柄将所述第三气缸的旋转动力转换为所述刺穿单元的线性移动的动力。

3.根据权利要求2所述的在二次电池中产生的气体的自动收集装置，其中，所述收集单元位于所述电池保持器托盘的上方，并且所述二次电池或所述电池保持器位于所述收集单元与所述电池保持器托盘之间。

4.根据权利要求3所述的在二次电池中产生的气体的自动收集装置，其中，所述收集单元包括：

电池保持器容纳单元，所述电池保持器容纳单元位于所述收集单元的下端处，所述电池保持器容纳单元用于将电池保持器容纳在所述电池保持器容纳单元的内部空间中；

在所述二次电池中产生的气体的容纳单元，所述在所述二次电池中产生的气体的容纳单元在所述电池保持器容纳单元的上方与所述电池保持器容纳单元一体地形成并且具有柱状，所述在所述二次电池中产生的气体的容纳单元用于将在所述二次电池中产生的所述气体容纳在所述在所述二次电池中产生的气体的容纳单元的内部空间中；

密封构件，所述密封构件设置在所述电池保持器容纳单元与所述二次电池的所述一个表面彼此接触的部分处，所述密封构件用于密封由所述在所述二次电池中产生的气体的容纳单元以及所述二次电池的所述一个表面形成的空间；

在所述二次电池中产生的气体的出口，所述在所述二次电池中产生的气体的出口设置于所述在所述二次电池中产生的气体的容纳单元的侧部处，其中，所述在所述二次电池中产生的气体的出口被调节为使经由所述在所述二次电池中产生的气体的容纳单元释放的在所述二次电池中产生的内部气体从所述二次电池的所述一个表面移动到歧管部或气体分析仪；以及

真空泵连接部，所述真空泵连接部设置于所述在所述二次电池中产生的气体的容纳单元的侧部并且被调整为连接到真空泵。

5.根据权利要求4所述的在二次电池中产生的气体的自动收集装置，其中，所述刺穿单元包括：

刺穿单元杆，所述刺穿单元杆连接到所述曲柄；以及

刺穿针，所述刺穿针连接到所述刺穿单元杆的下端，

其中，所述刺穿针通过由于所述曲柄的旋转引起的所述刺穿单元杆的移动而移动穿过所述在所述二次电池中产生的气体的容纳单元，并且所述刺穿针刺穿所述二次电池的所述一个表面。

6.根据权利要求5所述的在二次电池中产生的气体的自动收集装置，其中，所述刺穿单元还包括与所述刺穿单元杆的上端连接的弹簧，其中，当所述曲柄旋转以使所述刺穿针向下移动时，利用收缩的所述弹簧的恢复力使所述刺穿针高速移动来刺穿所述二次电池的所述一个表面。

7.根据权利要求1所述的在二次电池中产生的气体的自动收集装置，其中，所述二次电池是柱型电池、方型电池、纽扣电池和袋型电池中的任一种。

8.根据权利要求4所述的在二次电池中产生的气体的自动收集装置，其中，所述收集单元还包括氮气连接部，所述氮气连接部设置在所述在所述二次电池中产生的气体的容纳单元的侧部处，并被调整为与氮气供应部连接。

9.根据权利要求1所述的在二次电池中产生的气体的自动收集装置，其中，当在要分析的所述二次电池中产生的内部气体的收集完成时，所述收集单元与所述二次电池的所述一个表面间隔开以与所述二次电池的所述一个表面脱离，并且所述电池保持器托盘旋转以使接下来要分析的所述二次电池的所述一个表面面对所述收集单元。

10.一种在二次电池中产生的气体的自动收集方法，所述在二次电池中产生的气体的自动收集方法在根据权利要求1至9中任一项所述的在二次电池中产生的气体的自动收集装置中执行，包括以下步骤：

使所述电池保持器托盘旋转以使要分析的二次电池移动到面对所述收集单元的位置；

使所述收集单元靠近所述二次电池的所述一个表面以耦接到所述二次电池的所述一个表面；

将所述收集单元的内部调节到真空状态；

用所述刺穿单元刺穿所述二次电池的所述一个表面；

收集在所述二次电池中产生的所述气体；

通过注入氮气使所述二次电池与所述收集单元分离；以及

使所述收集单元与所述二次电池间隔开，并且使接下来要分析的二次电池移动到面对所述收集单元的所述位置。

11.一种在二次电池中产生的气体的自动收集方法，所述在二次电池中产生的气体的自动收集方法在根据权利要求2至9中任一项所述的在二次电池中产生的气体的自动收集装置中执行，包括以下步骤：

利用第一气缸的旋转动力，通过与所述第一气缸连接的转子使所述电池保持器托盘旋转，从而使要分析的所述二次电池移动到面对所述收集单元的位置；

利用第二气缸的线性动力，使所述收集单元接近所述二次电池的所述一个表面以耦接到所述二次电池的所述一个表面；

将所述收集单元的内部调节到真空状态；

利用第三气缸的旋转动力，通过与所述第三气缸连接的曲柄来使所述刺穿单元线性移动，从而利用所述刺穿单元刺穿所述二次电池的所述一个表面；

收集在所述二次电池中产生的内部气体；

通过注入氮气将所述二次电池与所述收集单元分离；以及

利用所述第二气缸的线性动力使所述收集单元与所述二次电池间隔开，并通过所述转子使所述电池保持器托盘旋转，以使接下来要分析的二次电池面对所述收集单元。

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