CN208444915U - 一种用于收集圆柱形锂电池内部气体的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于收集圆柱形锂电池内部气体的装置，包括盒体、进气管、出气管、抽气管和取气针，盒体包括上盒体与下盒体，下盒体底部设有圆柱形电池固定槽，上盒体覆盖于下盒体上并密封圆柱形电池固定槽，圆柱形电池固定槽的底部为活塞装置，活塞装置包括活塞及活塞推杆，本实用新型装置能准确检测出的锂离子电池产生的极低浓度的副产物成分。

Description

一种用于收集圆柱形锂电池内部气体的装置

技术领域

本实用新型涉及锂电池内部气体收集领域，尤其涉及一种用于收集圆柱形锂电池内部气体的装置。

背景技术

锂离子电池因其输出电压高、无记忆效应、使用时间长、绿色环保等优点，已经广泛用于便携式设备中。随着世界各国对新能源汽车的大力扶持与推广，近些年来锂离子电池在电动汽车领域得到了迅猛发展。在锂离子电池的储存以及充放电过程中，由于各类化学反应的存在，电池内部容易生成气体。这些气体的产生会严重影响电池的循环性能及容量，同时也会带来安全问题。因此，对这些气体进行收集分析，有助于分析电池内部的副反应状况，帮助研究抑制电池内部产气的处理手段，从而进一步提升电池性能。

目前，中国实用新型专利一种成品锂离子电池内部反应气体的快速收集装置(专利申请号：201720830178.8)公开了一种成品锂离子电池内部反应气体的快速收集装置，用于通过电池盖板上的防爆阀收集电池壳体内部气体，连接件固定安装在电池盖板上且与防爆阀连通。当锂电池内部产气使得其内部气压大于外部气压时，气体从锂电池中流出，进入气体收集袋。

中国实用新型专利方型铝壳锂电池内部产气在线成分分析装置(专利申请号：201620946362.4)公开了一种方型铝壳锂电池内部产气在线成分分析装置，包括带有气密性阀门的取气针导管，外部设置有加热套的气体收集腔，真空泵，气密瓶，多通阀和气相色谱仪。该装置通过将取气针插入锂电池注液口使得锂电池内部气体流出到气体收集腔，然后通过加热使气体进入气密瓶，经由多通阀直接进入气相色谱仪进行气体的组分分析。该实用新型可利用多通阀同时进行多个电池的连续产气分析。

综上所述，通过对锂电池的内部产生气体的研究检测，可以分析电池内部电解液的各类副反应发生机理，有助于了解电池内部材料以及外部环境温度，充放电方式和循环次数与电池内部产气之间的联系，从而以此为基础去寻找解决电池内部产气的有效手段。因此，提供一种可有效收集及分析电池内部产气的设备装置非常必要。

实用新型内容

本实用新型提供一种圆柱形锂电池内部气体的收集装置，准确检测出锂离子电池产生的极低浓度的副产物种类。

为实现上述技术目的，本实用新型采取的技术方案为，一种用于收集圆柱形锂电池内部气体的装置，包括盒体、进气管、出气管、抽气管和取气针；

所述盒体包括上盒体与下盒体，所述下盒体底部设有圆柱形电池固定槽，所述上盒体覆盖于所述下盒体上，并密封所述圆柱形电池固定槽，所述圆柱形电池固定槽的底部为活塞装置，所述活塞装置包括活塞及活塞推杆。

所述进气管一端与所述上盒体相连，所述进气管的另一端与惰性气源相连，所述进气管上设置有第一气密阀门，所述出气管一端与所述上盒体相连，所述出气管的另一端与气相色谱仪连通，所述出气管上设置有第二气密阀门，所述抽气管一端与所述上盒体相连，所述抽气管的另一端与真空泵相连，且所述抽气管上配置有压力传感器，所述抽气管上还设置有第三气密阀门。

所述取气针安装在所述上盒体上，并能发生朝向所述圆柱形电池固定槽方向的位移，所述取气针朝向盒体内部一端设有破坏凸起。

作为本实用新型改进的技术方案，还包括在所述下盒体与所述上盒体接触的面上设置密封圈，所述上盒体与所述下盒体在所述密封圈的外围均留有密封边缘，所述上盒体的密封边缘与所述下盒体的密封边缘均设有螺栓孔，所述上盒体与所述下盒体通过螺栓、螺母与所述螺栓孔的配合相连接。

作为本实用新型改进的技术方案，所述上盒体和所述下盒体均由金属或塑料制成。

作为本实用新型改进的技术方案，所述第一气密阀门、所述第二气密阀门与所述第三气密阀门均由防腐蚀衬氟聚合物构成。

作为本实用新型改进的技术方案，所述压力传感器连接于外部电脑。

作为本实用新型改进的技术方案，所述惰性气源提供的气体为氦气或氩气。

有益效果

本实用新型装置首先根据预估的电池内部产生的气体的量的大小来调整圆柱形电池固定槽的容积，当电池内部产生的气体较少时，可以拉动活塞推杆，减小圆柱形电池固定槽的容积，增加在圆柱形电池固定槽中电池产生气体的相对浓度，以提高检测结果的精准性。

本实用新型装置检测时电池放置在盒体内，整个装置可以确保密封性，不需要借助惰性气氛手套箱实现外部气氛的隔绝，电池内部产气的输送通过从进气管输入惰性气体将内部产气从出气管输出，这样即使电池内部仅产生微量气体，也可进行检测。

本实用新型装置中第一气密阀门、第二气密阀门和第三气密阀门均由防腐蚀衬氟聚合物构成，该聚合物可确保阀门不被腐蚀性气体腐蚀，更好地防止漏气，压力传感器与电脑相连，可记录盒体内气压变化，判断盒体内气体含量。

附图说明

图1绘示本实用新型实施例装置结构示意图；

图中，1、上盒体；2、下盒体；3、进气管；4、出气管；5、抽气管；6、螺栓；7、第一气密阀门；8、第二气密阀门；9、第三气密阀门；10、取气针；11、压力传感器；12、惰性气源；13、抽气泵；14、活塞推杆。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

实施例1

如图1所示，一种用于收集圆柱锂电池内部气体的装置，包括盒体、进气管、出气管、抽气管和取气针；

盒体包括上盒体与下盒体，下盒体底部设有圆柱形电池固定槽，上盒体覆盖于下盒体上，并密封圆柱形电池固定槽，上盒体和下盒体由金属或塑料制成，圆柱形电池固定槽的底部为活塞装置，活塞装置包括活塞及活塞推杆，本实用新型装置首先根据预估的电池内部产生的气体的量的大小来调整圆柱形电池固定槽的容积，当电池内部产生的气体较少时，可以拉动活塞推杆，减小圆柱形电池固定槽的容积，增加在圆柱形电池固定槽中电池产生气体的相对浓度，以提高检测结果的精准性。

进气管一端与上盒体相连，进气管的另一端与惰性气源相连，惰性气源提供的气体为氦气，进气管上设置有第一气密阀门，电池内部产气的输送通过从进气管输入惰性气体将内部产气从出气管输出，这样即使电池内部仅产生微量气体，也可进行检测。出气管一端与所述上盒体相连，出气管的另一端与气相色谱仪连通，出气管上设置有第二气密阀门，抽气管一端与上盒体相连，抽气管的另一端与真空泵相连，且抽气管上配置有压力传感器，压力传感器连接于外部电脑，可记录盒体内气压变化，判断盒体内气体含量，抽气管上还设置有第三气密阀门。本实用新型装置中第一气密阀门、第二气密阀门和第三气密阀门均由防腐蚀衬氟聚合物构成，该聚合物可确保阀门不被腐蚀性气体腐蚀，更好地防止漏气。

取气针安装在上盒体上，可通过螺纹向圆柱形电池固定槽方向发生位移，取气针朝向盒体内部一端设有与防爆阀配合的破坏凸起。

本装置还包括在下盒体与上盒体接触的面上设置密封圈，上盒体与下盒体在密封圈的外围均留有密封边缘，上盒体的密封边缘与下盒体的密封边缘均设有螺栓孔，上盒体与下盒体通过螺栓、螺母与螺栓孔的配合相连接，本实用新型装置检测时电池放置在盒体内，整个装置可以确保密封性，不需要借助惰性气氛手套箱实现外部气氛的隔绝。

如图1所示，本实用新型装置的具体操作过程可以为，将待测圆柱形锂电池放入下盒体的圆柱形电池固定槽中，盖上上盒体，将四周的固定密封件(螺母、螺栓以及螺栓孔)固定密封好。

随后打开第三气密阀门，打开真空泵，待压力传感器的压力低至一定程度数值稳定，则证明气密性完好，确认密封完好，内部为真空状态后，关闭第三气密阀门。

然后用取气针戳破待测圆柱形锂电池的防暴阀，使电池(本文中电池均指圆柱形锂电池)的内部产气进入盒体形成的密封空间(圆柱形电池固定槽)，通过抽气管上的压力传感器判断气体含量(即通过压力值判断气体量)。

最后打开第一气密阀门和第二气密阀门，通过进气管往盒体内部输送惰性气体，使得电池的内部产气从出气管传输至气相色谱仪，进行气体分析。

在具体实施例中，所需测试的电芯可以为圆柱形电芯；

本实用新型装置可与市面上能够买到的气相色谱仪进行协同操作以构成圆柱形锂电池的内部产气收集分析装置，有效排除外界杂质气体的影响，准确收集分析胀气圆柱形锂电池内部产气的组成。

以上仅为本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于收集圆柱形锂电池内部气体的装置，其特征在于，包括盒体、进气管、出气管、抽气管和取气针；

所述盒体包括上盒体与下盒体，所述下盒体底部设有圆柱形电池固定槽，所述上盒体覆盖于所述下盒体上并密封所述圆柱形电池固定槽，所述圆柱形电池固定槽的底部为活塞装置，所述活塞装置包括活塞及活塞推杆；

所述进气管一端与所述上盒体相连，所述进气管的另一端与惰性气源相连，所述进气管上设置有第一气密阀门，所述出气管一端与所述上盒体相连，所述出气管的另一端与气相色谱仪连通，所述出气管上设置有第二气密阀门，所述抽气管一端与所述上盒体相连，所述抽气管的另一端与真空泵相连，且所述抽气管上配置有压力传感器，所述抽气管上还设置有第三气密阀门；

所述取气针安装在所述上盒体上，并能发生朝向所述圆柱形电池固定槽方向的位移，所述取气针朝向所述盒体内部一端设有破坏凸起。

2.根据权利要求1所述的一种用于收集圆柱形锂电池内部气体的装置，其特征在于，还包括在所述下盒体与所述上盒体接触的面上设置密封圈，所述上盒体与所述下盒体在所述密封圈的外围均留有密封边缘，所述上盒体的密封边缘与所述下盒体的密封边缘均设有螺栓孔，所述上盒体与所述下盒体通过螺栓、螺母与所述螺栓孔的配合相连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于收集圆柱形锂电池内部气体的装置，其特征在于，所述上盒体和所述下盒体均由金属或塑料制成。

4.根据权利要求1所述的一种用于收集圆柱形锂电池内部气体的装置，其特征在于，所述第一气密阀门、所述第二气密阀门与所述第三气密阀门均由防腐蚀衬氟聚合物构成。

5.根据权利要求1所述的一种用于收集圆柱形锂电池内部气体的装置，其特征在于，所述压力传感器连接于外部电脑。

6.根据权利要求1所述的一种用于收集圆柱形锂电池内部气体的装置，其特征在于，所述惰性气源提供的气体为氦气。