CN208636349U - 一种锂电池测试用防爆装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂电池测试用防爆装置，包括泄压箱以及固设于泄压箱内的隔爆箱和安全门；所述隔爆箱内设有独立的测试腔，所述测试腔内设有泄压孔；所述泄压箱与所述隔爆箱之间设有泄压腔。本实用新型锂电池测试用防爆装置，其设有的泄压箱与隔爆箱，以及泄压箱与隔爆箱之间设有的泄压腔，在装置内部电池发生意外爆炸时，能阻挡因瞬间发热量大、爆炸温度高、而产生的高速固定碎片，以及能减小锂电池爆炸对四周的强气流冲击力与破坏力，从而保证实验人员与实验设备的安全。

Description

一种锂电池测试用防爆装置

技术领域

本实用新型属于电池生产测试装置技术领域，特别涉及一种锂电池测试用防爆装置。

背景技术

随着新能源的发展，锂电池的运用领域越来越广，从最初的电子设备到现在的动力电车。现如今，锂电池涉及的运用领域，如动力电车，手机等产品，其要求手机的使用寿命长，且需要电池具有可靠的安全性能，以确保人们在使用过程中安全性。

在锂电池的生产过程中，需对成品电池进行诸多的可靠性实验项目，这些实验项目包括：容量、循环寿命、高低温冲击、高温高湿、真空模拟、运输震动等。为应对安全风险，所有的测试设备均须配置相应防爆设备。国标指导性文件《建筑设计防火规范》GB50016-2014与《锂离子电池企业安全生产规范》等均对锂电行业安全生产提出相应要求，认定成品以及次废品的动力电池存在的危险性分类为丙类。现有的各类防爆装置针对的对象均为长期占有市场的圆柱形小型锂离子电池，而随着车企市场对动力电池容量与能量密度需求的提高，电池生产商纷纷设计出方形动力电池。方形动力电池的容量与能量密度均远远大于圆柱形的动力电池，固其爆炸威力与破坏力亦与圆柱形锂电池相差甚远。而现有的各类防爆装置不能满足方形动力锂电池测试对安全性的要求。

针对上述问题，有必要设计一种适合爆炸威力与破坏力大的锂电池测试用的防爆装置，以确保锂电池实验人员的安全。

实用新型内容

为了解决所述现有技术的不足，本实用新型提供了一种锂电池测试用防爆装置，其设有的泄压箱与隔爆箱，以及泄压箱与隔爆箱之间设有的泄压腔，在装置内部电池发生意外爆炸时，能阻挡因瞬间发热量大、爆炸温度高、而产生的高速固定碎片，以及能减小锂电池爆炸对四周的强气流冲击力与破坏力，从而保证实验人员与实验设备的安全。

本实用新型所要达到的技术效果通过以下方案实现：

一种锂电池测试用防爆装置，包括泄压箱以及固设于泄压箱内的隔爆箱和安全门；

所述隔爆箱内设有独立的测试腔，所述测试腔内设有泄压孔；

所述泄压箱与所述隔爆箱之间设有泄压腔。

隔爆箱在锂电池爆炸时，能减轻电池爆炸时向四周发散开来的气流冲击力与破坏力，且能阻挡锂电池爆炸时四处飞溅的碎片。锂电池爆炸时产生的强气流从测试腔设有的泄压孔排出，再次减小锂电池爆炸时带来的强气压。强气流从泄压孔排出，进入泄压腔，由于泄压腔有足够的空间，且强气流从不同方向的泄压孔进来，强气流在泄压腔中对流，能迅速减小爆炸带来的强气压，降低锂电池爆炸带来的二次伤害以及提高防爆装置的爆炸承载。

进一步地，所述防爆装置设有主动排风系统。

进一步地，所述主动排风系统包括进风口和排风口，所述进风口与所述排风口在泄压箱上相对且非水平设置，进风口与排风口相对且非水平设置时，进风口与排风口形成的气流，其流动的空间占比大，防爆装置内气体不流动的空间占比小，浓烟停留在防爆装置内不流动以至于排不出去的概率小。优选地，进风口与排风口对角设置，进风口与排风口形成的气流能横贯整个防爆箱体，其浓烟能顺着气流流动方向，全部排出防爆箱体，防止浓烟滞留在防爆箱体内无气流流动的角落。和/或所述排风口的截面面积比所述进风口的截面面积大。进风口面积比排风口面积小产生的不平衡气流带动电池意外爆炸爆燃反应产生的浓烟定向偏移，从排风口迅速排出。

进一步地，所述排风口设有排气装置，所述排气装置为真空泵以及风机中的一种。真空泵或风机的运作能使排风口外与排风口内形成负压，既排风口内的气压高于排风口外，气流从高气压流向低气压，使得气流从防爆装置排出。

进一步地，所述测试腔底部设有测试放置板。测试放置板能避免锂电池爆炸时对防爆装置底部的直接破坏，且能防止锂电池爆炸时的振动直接传给防爆装置造成进一步破坏。测试放置板容易更换，减少锂电池的破坏成本。

进一步地，所述测试腔内侧面下端泄压孔的面积大于侧面上端泄压孔的面积。锂电池爆炸时，其碎片大部分向上飞溅，其侧面上端泄压孔较小，能挡住飞溅向上的碎片，可强气流不能从小面积的泄压孔中及时排出去，会出现气流往下涌，造成底部气流强度增大。将测试腔侧面下端的泄压孔设计的比较大，能将测试腔底部的强气流及时排出隔爆箱。

进一步地，所述隔爆箱厚度为5-20mm。隔爆箱的厚度在上述范围内，其在锂电池爆炸时有足够的强度阻挡住爆炸的威力与破坏力。当隔爆箱太薄时，其在锂电池爆炸时容易变形或炸裂，起不到阻挡锂电池爆炸威力与破坏力的作用；当隔爆箱太厚时，造成防爆装置太重，不易移动，且太厚的隔爆箱与厚度为5-20mm的隔爆箱起到的作用一样时，多余的厚度造成资源浪费，且会增加防爆装置的制造成本。

进一步地，所述测试腔内设有与外界连通的线缆孔。锂电池放在测试腔中进行实验，测试装置的线缆通过线缆孔与锂电池相连，既测试装置与防爆装置分隔开，能避免锂电池发生爆炸时损坏测试装置。

进一步地，所述安全门上设有观察窗，方便随时观察测试腔内锂电池测试情况。优选为钢化玻璃，钢化玻璃的强度高，且为透明状，既符合观察窗的安全要求又符合观察窗对透视的要求

进一步地，所述泄压箱一侧顶部和底部设有与所述安全门相适配的滑槽，所述安全门沿着滑槽开合。安全门与泄压箱的连接不是合页连接，也不是铰链连接等其他链接方式的目的在于：滑槽与安全门的接触面积大，在锂电池爆炸时，爆炸产生的强气流冲击力对安全门的作用能分散在滑槽与安全门接触的各个点，从而达到分散强气流冲击力对安全门的集中作用力。当安全门与泄压箱合页连接或是铰链连接时，锂电池爆炸的强气流冲击力主要作用在合页或铰链的地方，合页与铰链容易脱落，或是安全门容易变形，达不到测试实验对防爆装置的安全性能的要求。

本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型装置设有的泄压箱与隔爆箱，以及泄压箱与隔爆箱之间设有的泄压腔，在装置内部电池发生意外爆炸时，能阻挡因瞬间发热量大、爆炸温度高、而产生的高速固定碎片，以及能减小爆炸对四周的强气流冲击力与破坏力，从而保证实验人员与实验设备的安全。

2、本实用新型装置设有连通测试室与防爆箱体外的线缆孔，测试装置的线缆通过线缆孔与锂电池相连，达到测试装置与防爆装置分隔开的目的，能确保锂电池的爆炸不会损坏测试装置。

3、本实用新型装置设有的自动排风系统，泄压腔减缓急剧产生大量高温浓烟造成的应力冲击，主动排烟系统进一步降低冲击效果，使得锂电池在爆炸时，其产生的浓烟能迅速从排风口排出，利于对锂电池的实时观察。

4、本实用新型装置设有的侧开式安全门，安全门沿泄压箱一侧顶部和底部设有与所述安全门相适配的滑槽开合，安全门与滑槽接触面积大，能均匀分散爆炸气流的强冲击力，从而提高在安全门观察窗处测试观察人员的安全。

附图说明

图1为本实用新型锂电池测试用防爆装置结构示意图；

图2为本实用新型锂电池测试用防爆装置分解的结构示意图；

图3为图2锂电池测试用防爆装置进一步分解的结构示意图；

附图符号说明：附图符号说明：1、泄压箱；2、测试腔；21、测试放置板；3、线缆孔；4、隔爆箱；41、泄压孔；5、泄压腔；6、排风口；7、进风口；8、安全门；81、观察窗；100、锂电池。

具体实施方式

为了更好的解释本实用新型，使本实用新型的结构及其优点更加清晰，下面结合附图1-3和实施例对本发明进行详细的说明。

本实施例如附图1-3所示，锂电池测试用防爆装置包括泄压箱1以及固设于泄压箱1内的隔爆箱4和安全门8。隔爆箱4内设有独立的测试腔2，所述测试腔2内设有泄压孔41。泄压箱1与所述隔爆箱4之间设有泄压腔5。

隔爆箱4在锂电池爆炸时，能减轻电池爆炸时向四周发散开来的气流冲击力与破坏力，且能阻挡锂电池爆炸时四处飞溅的碎片。锂电池爆炸时产生的强气流从测试腔设有的泄压孔41排出，再次减小锂电池爆炸时带来的强气压。强气流从泄压孔41排出，进入泄压腔5，由于泄压腔5有足够的空间，且强气流从不同方向的泄压孔41进来，强气流在泄压腔5中对流，能迅速减小爆炸带来的强气压，降低锂电池100爆炸带来的二次伤害以及提高防爆装置的爆炸承载。

在本实施例中，防爆装置设有主动排风系统（图中未标识），主动排风系统在锂电池意外爆炸时，主动将浓烟排出防爆装置，便于实验人员对锂电池的实时观察。主动排风系统包括进风口7和排风口6，进一步对防爆装置进行改善，进风口与排风口在泄压箱上呈相对且非水平设置，进风口与排风口相对且非水平设置时，进风口与排风口形成的气流，其流动的空间占比大，防爆装置内气体不流动的空间占比小，浓烟停留在防爆装置内不流动以至于排不出去的概率小。优选地，进风口与排风口对角设置，进风口与排风口形成的气流能横贯整个防爆箱体，其浓烟能顺着气流流动方向，全部排出防爆箱体，彻底防止浓烟滞留在防爆箱体内无气流流动的角落。在本实施例中排风口6的截面面积比进风口7的截面面积大。排风口6设置在泄压箱1的顶部，进风口7设置在侧面下端，防爆装置的气流从下往上排出防爆装置。排风口6的截面面积比进风口7的截面面积大。既进风口7的气流流速要大于出气口的气流流速，使得防爆箱体内部的进风口7与排风口6的相对气流流速不平衡，便于气体的排出。当锂电池爆炸时，其产生的浓烟能跟着气流的流动，能迅速从防爆装置的底部流动到防爆装置的顶部，从而排出防爆装置。浓烟的定向流动以及快速流动利于实验人员对锂电池进行实时观察，既浓烟会遮挡住锂电池，无论是用摄像机录像还是实验人员的现场观察，都无法看清。浓烟定向流动，且定向方向是从底部到顶部，能迅速排开浓烟，便于锂电池的实时观察。为了防爆装置内部的气体能顺利从排风口6排出，排风口6设有排气装置（图中未标识）。优选地，排气装置为真空泵以及风机中的一种，真空泵或风机的运作能使排风口外与排风口内形成负压，使得气流从防爆装置排出，既排风口6内的气压高于排风口外，气流从高气压流向低气压。在上述排风口的设计基础上，排风口的数量优选为2-4个。由于锂电池爆炸时产生的浓烟阻挡对锂电池的实时观察，为了浓烟能尽快排出防爆装置，排风口的数量为2-4个。排风口数量在上述范围内的防爆装置在锂电池爆炸时能尽快将浓烟排出防爆箱体。

为了减小锂电池在爆炸时给防爆装置带来的强振动，测试腔2的底部设有测试放置板21。测试放置板21能避免锂电池爆炸时对防爆装置底部的直接破坏，且能防止锂电池爆炸时的振动直接传给防爆装置。测试放置板21容易更换，减少锂电池的破坏成本。

锂电池100在测试时，其正负电极位于锂电池100的上端，与测试装置的线缆连接。锂电池的爆炸基本是由正负电极开始极度发热造成的，其爆炸亦从正负电极开始往下炸裂，故而锂电池爆炸的碎片飞溅的较高。为了有效的将爆炸时的碎片阻挡住，且其产生的强气流能尽快排出隔爆箱4，测试腔2内侧面上端泄压孔41的面积小于侧面下端泄压孔41的面积，且测试腔5侧面从上往下，其泄压孔41的面积逐渐增大。测试腔5侧面上端泄压孔41的面积小是为了阻挡爆炸所产生的碎片。而在锂电池爆炸时，其碎片大部分向上飞溅，为了阻挡碎片，其侧面上端泄压孔41较小，强气流不能从小面积的泄压孔中及时排出去，会出现气流往下涌，造成底部气流强度增大，为了能将测试腔5底部的强气流及时排出隔爆箱4。将测试腔侧面下端的泄压孔设计的比较大。在本实施例中，泄压孔41的形状有圆形、圆弧跑道形以及条形等，而在本实施例中对泄压孔的形状不进行限定，能实现技术目的即可。

由于锂电池爆炸的气流冲击力与破坏力极强，优选的，隔爆箱4的厚度为5-20mm。在这里隔爆箱4的材质为金属，具体为铁、不锈钢、铝、铜、等强度高的金属。隔爆箱4的厚度在上述范围内，其在锂电池爆炸时有足够的强度阻挡住爆炸的威力与破坏力。当隔爆箱太薄时，其在锂电池100爆炸时容易变形或炸裂，起不到阻挡锂电池爆炸威力与破坏力的作用；当隔爆箱太厚时，造成防爆装置太重，不易移动，且太厚的隔爆箱与厚度为5-20mm的隔爆箱起到的作用一样时，多余的厚度造成资源浪费，且会增加防爆装置的制造成本。

测试腔内设有与外界连通的线缆孔，锂电池放在测试腔2中进行实验，测试装置的线缆通过线缆孔3与锂电池相连，既测试装置与防爆装置分隔开，能避免锂电池发生爆炸时损坏测试装置。

在本实施例中，泄压箱4设有安全门8，安全门8的开合方便锂电池的取出与放入。为了利于实验人员对防爆装置内锂电池的状态进行实时观察，优选的在安全门8上设有观察窗81，观察窗81一方面便于实验人员对锂电池的实时观察，另一方面使的观察不需要在防爆装置内进行，确保实验人员在观察时的安全。观察窗81材质优选为钢化玻璃，钢化玻璃的强度高，且为透明状，既符合观察窗的安全要求又符合观察窗对透视的要求。

为了更进一步的提高防爆装置的安全性，泄压箱1一侧顶部和底部设有与安全门8相适配的滑槽（图中未标识），安全门8沿着滑槽开合。安全门8在滑槽上来回滑动实现与泄压箱1的闭合与打开。安全门8与泄压箱1的连接不是合页连接，也不是铰链连接等其他链接方式的目的在于：滑槽与安全门8的接触面积大，在锂电池爆炸时，爆炸产生的强气流冲击力对安全门的作用能分散在滑槽与安全门8接触的各个点，从而达到分散强气流冲击力对安全门的集中作用力。当安全门与泄压箱合页连接或是铰链连接时，锂电池爆炸的强气流冲击力主要作用在合页或铰链的地方，合页与铰链容易脱落，亦或是安全门容易变形，达不到测试实验对防爆装置的安全性能的要求。

本实用新型电池测试用防爆装置在电池测试时，测试装置的线缆通入防爆装置内部进行测试，实现测试装置与防爆装置独立设置。测试过程中，利用主动排风系统产生的负压以及进风口面积比排风口面积小产生的不平衡气流，使得爆炸反应产生的浓烟定向偏移，通过观察窗观察防爆装置内锂电池的实时状态。防爆装置内锂电池发生意外爆炸时，隔爆箱4阻挡爆炸瞬间产生的高速固定碎片，泄压腔减缓由爆炸强气流产生的应力冲击以及及时排出爆炸产生的浓烟。

再参见附图2-3，在本实施例中，为了更好的将防爆装置内部的结构显示出来，对防爆装置进行了拆解。图中泄压箱不是一体成型，其安装安全门的侧面可拆卸，在本实施例中泄压箱可拆卸是为了更好的描述本实用新型防爆装置的内部结构。本实用新型防爆装置的泄压箱即可设计为一体成型亦可设计为可拆卸，具体设计根据实际情况而定。但是为了提高防爆装置的防爆强度，泄压箱1优选为一体成型制造。

由于本实用新型防爆装置的防爆强度高，本实用新型锂电池测试用防爆装置主要运用于方形锂电池的测试，亦可用于各种圆柱形小型电池与其它类型的电池。既虽然本实用新型锂电池测试用防爆装置的防爆强度高，非常适用于方形锂电池的测试用，但并不限定用于何种类型的电池测试用。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明实施例的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种锂电池测试用防爆装置，其特征在于：

包括泄压箱以及固设于泄压箱内的隔爆箱和安全门；

所述隔爆箱内设有独立的测试腔，所述测试腔内设有泄压孔；

所述泄压箱与所述隔爆箱之间设有泄压腔。

2.如权利要求1所述锂电池测试用防爆装置，其特征在于：所述防爆装置设有主动排风系统。

3.如权利要求2所述锂电池测试用防爆装置，其特征在于：所述主动排风系统包括进风口和排风口；所述进风口与所述排风口在泄压箱上相对且非水平设置，和/或所述排风口的截面面积比所述进风口的截面面积大。

4.如权利要求3所述锂电池测试用防爆装置，其特征在于，所述排风口设有排气装置，所述排气装置为真空泵以及风机中的一种。

5.如权利要求1所述锂电池测试用防爆装置，其特征在于，所述测试腔底部设有测试放置板。

6.如权利要求1所述锂电池测试用防爆装置，其特征在于，所述测试腔内侧面上端泄压孔的面积小于侧面下端泄压孔的面积。

7.如权利要求1所述锂电池测试用防爆装置，其特征在于：所述隔爆箱厚度为5-20mm。

8.如权利要求1所述锂电池测试用防爆装置，其特征在于： 所述测试腔内设有与外界连通的线缆孔。

9.如权利要求1所述锂电池测试用防爆装置，其特征在于：所述安全门上设有观察窗。

10.如权利要求1所述锂电池测试用防爆装置，其特征在于：所述泄压箱一侧顶部和底部设有与所述安全门相适配的滑槽，所述安全门沿着滑槽开合。