CN206479622U - 一种电池内压和产气量的测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型针对现有测量方法在热失控电池产气方面测量技术的不足，公开了一种电池内压和产气量的测量装置，包括水槽，其特征是所述的水槽上设有溢流孔，水槽中设有导气袋，导气袋全部浸没于水中；导气袋与引气管一端连接，引气管的另一端与被测电池连接，引气管上设有气体流量计；溢流孔上连接引流水管，引流水管通向量筒；被测电池上还引出的压力传感器。可延伸到动力电池的过充等热失控领域，扩展到铝壳、钢壳等形变量较小的电池类型，实现了电池内压、瞬时产气速度以及总产气量的检测，实现定量收集气体并进行成分分析。

Description

一种电池内压和产气量的测量装置

技术领域

本实用新型涉及蓄电池技术，特别是一种电池内压和产气量的测量装置。

背景技术

随着电动车的发展，动力锂离子电池成为的一个重要发展方向，电动车用的动力锂离子电芯（例如铝壳）单体蕴含能量高，电芯数目多，且电池的充放电管理复杂，实际应用过程中及其容易因使用不当引起安全问题。电池系统控制策略失控，会导致某单节或者电池组的过充电或者过放电，电池内部析锂引发电池短路，从而带来较大的火灾。所以产气量检测是电池可靠性必检项目之一，锂离子电池的产气是由电化学副反应引起，主要发生在初期化成、高温存储、高温循环以及过充电等极端情况，初期化成以及高温存储过程，电池化学副反应温和，相对比较安全，产气量较少，目前一些研究主要集中在此过程的气体收集和检测，通过将锂离子电池制成软包电池，通过观察软包电池在初期化成、分容、高温储存过程中体积变化来判断电池产气量。现有技术有一般的检测方法，但所得数据与实际数值相差较大，如专利公开号为CN103674768A，设计的一种锂离子电池化成产气量检测方法及测量装置，先将待测锂离子电池活化，并在电池正负极上焊接金属复合带；然后将活化电池固定在夹具上，用导线把电池金属复合带连接到充放电设备正负极上；再接通电源，对活化电池进行预充电，记录充电前和充电过程中所需各个时间点的数显压力表数值；最后根据充电前后记录的数显压力表数值，计算出各个时间点电池内部的压强，分析电池产气量的大小。而大部分检测都是通过软包装体积的变化粗略评估产气量大小，如专利公开号为CN104880232A，一种测试软包装锂离子电池化成产气量的装置及其使用方法，其装置包括烧杯、量筒、电池、导线、底座和化成装置，烧杯倾斜放置于底座上，电池放置于烧杯中，两根导线的一端分别连接电池的两极，两根导线的另一端分别连接化成装置的正负极，量筒放置于烧杯杯嘴的正下方；使用方法是向烧杯中注入液体，使液体随着化成产气的过程从烧杯中溢出并通过量筒测量其体积。这种方法具有多个局限性：如电池类型固定，只能是软包装电池，因为铝壳或者钢壳电池几乎无形变；只能评估产气量，无法收集气体，并对气体进行分析；对于热失控导致的破裂型电池，无法进行测量。

发明内容

本实用新型的目的是：针对现有测量方法在热失控电池产气方面测量技术的不足，提供一种能同时定量检测动力电池热失控时，电池的气体内压和产气量的装置。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种电池内压和产气量的测量装置，包括水槽，其特征是所述的水槽上设有溢流孔，水槽中设有导气袋，导气袋全部浸没于水中；导气袋与引气管一端连接，引气管的另一端与被测电池连接，引气管上设有气体流量计；溢流孔上连接引流水管，引流水管通向量筒；被测电池上还引出的压力传感器。

本技术方案是在防爆阀被冲开时，气体通过防爆罩经引气管迅速传递到导气袋，导气袋的体积膨胀体现为水箱的水面上升，即排出气体的量与水变化量相等或成一比例，将水的变化值通过溢流的方式收集到体积量具中。无论是软包电池还是硬壳等形变量较小的电池类型，由于实际产气量即为导气袋中采集到的气体量，所以客观、准确地反映了产气量值。在导气袋和引气管之间的接口部位设置阀门，即可对收集的气体地进行单独分析检测。通过压力传感器可以记录、显示电池内部压力的即时压力以及变化值，通过流量计可以显示和记录瞬时的气体流量值，为研究蓄电池提供有效的参考数据。

作为优选，所述的电池顶盖上设置注液孔，压力传感器通过导气管与电池相通。充分利用电池本体的注液孔，也可以对测试品进行另行开孔。

作为优选，所述的被测电池具有防爆阀，防爆阀上设有防爆罩，防爆罩上设有出气孔，引气管的一端固定在该出气孔中并通向被测电池内。防爆罩的材质可选用树脂或金属壳，引气管与防爆阀连接点周围加注密封胶或加装密封圈套，以防止漏气和泄漏电解液。

作为优选，所述的引气管和防爆罩出气孔配合部位设有密封胶或密封圈。防止漏气以及泄漏电解液。

作为优选，所述的水槽底部设有导气袋固定装置。在充气过程中保证导气袋整体位于水面以下，使溢流水量完全体现出气量。

作为优选，所述的引气管上、引流水管上分别设有阀门。方便安全操作。

本实用新型的有益效果是：对电池的研究延伸到动力电池的过充等热失控领域；从电池性能扩展到铝壳、钢壳等形变量较小的电池类型；实现了电池内压、瞬时产气速度以及总产气量的检测；实现定量收集气体，取出后进行成分检测分析；本装置结构简单，操作安全，成本低，基本无辅助损耗，可长期使用。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图中：1. 电池，2. 注液孔，3. 导气管，4. 压力传感器，5. 防爆罩，6. 气体流量计，7. 引气管，8. 水槽，9. 引流水管，10. 量筒。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

本实施例一种电池内压和产气量的测量装置，如图1所示，包括水槽8，水槽8上部位设有溢流孔，水槽8中注有水，水中设有一个天然乳胶制的导气袋，导气袋固定在水槽8水面以下，导气袋具有较大的形变能力，其膨胀量与实际电池的出气量相符；导气袋与引气管7一端连接，引气管7的另一端穿过电池1防爆阀上设置的一个防爆罩5出气孔，并插入到电池1内，引气管7和防爆罩5出气孔部位加注密封胶，引气管7为铜管，引气管7上装有气体流量计6并设有阀门，通过气体流量计6显示瞬时气体流量。溢流孔上连接一条引流水管9，该引流水管9把溢流水注入到量筒10，引流水管9上也装有阀门。在电池1顶盖上设有注液帽，注液帽中间开设一个注液孔2，把导气管3穿过注液孔2至电池1内，导气管3和注液孔2配合部位加装一个密封圈套，导气管3端部安装压力传感器4，通过压力传感器4实时收集电池化成或储存过程中产气的压力变化。

使用时，导气袋在静止或膨胀状态下都要全部淹埋在水槽8水中，计量前水槽8中的水面与溢流孔齐平，当导气袋中进入气体时，便从溢流孔中流出等量水量。

上述实施例是对本实用新型的说明，不是对本实用新型的限定，任何对本实用新型的简单变换后的结构等均属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种电池内压和产气量的测量装置，包括水槽（8），其特征是所述的水槽上设有溢流孔，水槽中设有导气袋，导气袋全部浸没于水中；导气袋与引气管（7）一端连接，引气管的另一端与被测电池（1）连接，引气管上设有气体流量计（6）；溢流孔上连接引流水管（9），引流水管通向量筒（10）；被测电池上还引出的压力传感器（4）。

2.根据权利要求1所述的一种电池内压和产气量的测量装置，其特征在于电池（1）顶盖上设置注液孔（2），压力传感器（4）通过导气管（3）与电池相通。

3.根据权利要求1或2所述的一种电池内压和产气量的测量装置，其特征是在所述的被测电池（1）具有防爆阀，防爆阀上设有防爆罩（5），防爆罩上设有出气孔，引气管（7）的一端固定在该出气孔中并通向被测电池内。

4.根据权利要求3所述的一种电池内压和产气量的测量装置，其特征是所述的引气管（7）和防爆罩（5）出气孔配合部位设有密封胶或密封圈。

5.根据权利要求1所述的一种电池内压和产气量的测量装置，其特征是所述的水槽（8）底部设有导气袋固定装置。

6.根据权利要求1或2或5所述的一种电池内压和产气量的测量装置，其特征在于所述的引气管（7）上、引流水管（9）上分别设有阀门。