CN209342441U - 一种电芯内部电解液取样分析装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电芯内部电解液取样分析装置，包括惰性气氛箱体及该惰性气氛箱体内设置的密封箱体，所述惰性气氛箱体外接有第一惰性气源，其内部设有试验平台，其侧壁开设有实验操作入口，所述密封箱体设有和惰性气氛箱体连通的开口，该开口处设有密封门，所述密封箱体通过进气管道外接有第二惰性气源，该密封箱体连通有出气管道，该出气管道连接有检测仪器。本实用新型所述的一种电芯内部电解液取样分析装置，在惰性气氛箱体内对电池进行拆解，打开电芯。然后将拆开的电芯放入到体积很小的密封箱内，关闭密封箱的门，接通检测仪器，开启检测仪器，由于电解液高度挥发性，因此通过检测仪器即可分析电池内部的电解液成分。

Description

一种电芯内部电解液取样分析装置

技术领域

本实用新型属于锂电池技术领域，尤其是涉及一种电芯内部电解液取样分析装置。

背景技术

锂电池因具有能量密度高等优点，是比较理想的能量储存设备，已经在消费电子、电动工具、电动车等领域得到广泛的应用。然而，与其产品类似，锂电池在使用或存储的过程中存在性能达不到预期指标，如容量衰减、漏液，甚至出现冒烟、起火、热失控，甚至爆炸等失效现象。给锂电池的应用带来了很多问题，特别是进一步扩大应用，如电动车、储能电站等带来了巨大的风险和压力。因此，如若能对锂电池的材料和器件进行精确测量，进行全面的失效分析，搞清楚失效机理，对改进设计、提高产品质量具有重要作用。对锂离子电池进行失效分析，需要精确、高效。锂电池常见失效现象有容量衰减、功率衰减、热失控以及产气。其中电解液是电池的“血液”，决定着电池的性能。如SEI形成、倍率、寿命等都直接收电解液的影响。而产气、漏液、甚至热失控、起火、爆炸等都直接与电解液相关。因此对锂电池的电解液进行精确分析，研究其在电池全寿命过程中的变化，对于搞清楚电池的失效机理，对电池进行改进具有极为重要的意义。特别是对于使用过的电池，其电解液含量减少，很难取样进行测试分析，甚至高速离心也很难搜集到足够用于电解液测试分析的电解液样品，而高速离心极容易导致电池内短路而发生副反应，且离心法对电池质量和尺寸有很多限制。特别是锂电池对空气和水分非常敏感，不能直接在大气环境下进行取样和分析，给电解液样品收集、分析带来极大的困难。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种电芯内部电解液取样分析装置，以解决锂电池内部电解液收集、分析困难的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种电芯内部电解液取样分析装置，包括惰性气氛箱体及该惰性气氛箱体内设置的、用于盛装拆解后电池的密封箱体，所述惰性气氛箱体外接有第一惰性气源，其内部设有电池拆解用试验平台，其侧壁开设有实验操作入口，所述密封箱体设有和惰性气氛箱体连通的开口，该开口处设有密封门，所述密封箱体通过进气管道外接有第二惰性气源，该密封箱体连通有用于将电池电解液挥发气体输出的出气管道，该出气管道连接有检测仪器。

进一步的，所述密封门和实验操作入口对应设置。

进一步的，所述进气管道设置在密封箱体侧壁底端，出气管道设置在密封箱体侧壁上部。

进一步的，本装置还包括真空泵，该真空泵和检测仪器通过一进两出三通阀安装在出气管道上，真空泵和检测仪器各自独立匹配有球阀。

进一步的，所述进气管道及出气管道各自设有球阀。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种电芯内部电解液取样分析装置具有以下优势：

本实用新型所述的一种电芯内部电解液取样分析装置，在采集、分析电池内部电解液之前，先通过惰性气氛箱体的净化、循环装置，保证气氛的质量达到要求；通过气体置换管道和真空设备，置换管道气体，降低管道死体积；通过检测仪器检测箱体内的气体组成，将检测得到的数据作为测试的背底；然后，将电池转移至惰性气氛箱体内；接着在惰性气氛箱体内对电池进行拆解，打开电芯。然后将拆开的电芯放入到体积很小的密封箱内，关闭密封箱的门，使可密封箱与惰性气氛箱体隔离开来。接通检测仪器，开启检测仪器，由于电解液高度挥发性，因此通过检测仪器即可分析电池内部的电解液成分，本装置在电芯电解液成分检测在密封箱体内进行，防止该电解液有害气体成分污染惰性气氛箱体环境，且密封箱体体积较小，电解液挥发浓度相对较大，便于提取该电解液成份，提高检测速率。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的一种电芯内部电解液取样分析装置立体示意图；

附图标记说明：

1-惰性气氛箱体；101-实验操作入口；2-密封箱体；21-密封门；3-出气管道；4-进气管道；5-真空泵；6-检测仪器；7-第二惰性气源；8-一进二出三通阀；9-球阀；10-第一惰性气源。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1所示，一种电芯内部电解液取样分析装置，包括惰性气氛箱体1及该惰性气氛箱体内设置的密封箱体2，所述惰性气氛箱体1外接有电芯拆解环境用第一惰性气源10，其内部设有试验平台，用于拆解电芯，其侧壁开设有实验操作入口101，所述密封箱体2设有和惰性气氛箱体1连通的开口，该开口处设有密封门21，优选的，密封门和实验操作入口101对应设置，便于及时将电芯由惰性气氛箱体1已经密封箱体2内，所述密封箱体2通过进气管道4外接有第二惰性气源7，该密封箱体2连通有出气管道3，该出气管道3和检测仪器6连通，拆解试验前，先通过惰性气氛箱体的净化、循环装置，保证气氛的质量达到要求；将电池转移至惰性气氛箱体1内，接着在惰性气氛箱体1内对电池进行拆解，打开电芯，然后将拆开的电芯放入到密封箱内，关闭密封箱的门，使可密封箱与惰性气氛箱体隔离开来，接通检测仪器6，开启检测仪器6，由于电解液高度挥发性，因此该挥发气体进入检测仪器内，检测仪器可选用气相色谱仪(GC)或色谱-质谱联用仪(GC-MS)或微分电化学质谱仪(DEMS)等检测设备，对电解液组成及含量进行检测分析，即可分析电池内部的电解液成分，例如对电解液中EC、DMC、EMC的含量进行检测。优选的，本装置还包括真空泵5，该真空泵5和检测仪器6通过一进两出三通阀8安装在出气管道3上，且真空泵5和检测仪器6各自独立匹配有球阀9。检测完成后，打开真空泵5，真空泵5作用下，第二惰性气源7通过进气管道进入密封箱体内，在密封箱体内快速完成和电解液产生的高挥发性气体的气体交换，保证密封箱体2内惰性气氛环境，进而保证密封箱体2密封门开启时，惰性气氛箱体1内惰性气氛环境。

本实施例中，所述进气管道4设置在密封箱体2侧壁底端，出气管道3设置在密封箱体2侧壁上部。

本实施例中，所述进气管道4设有球阀9。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种电芯内部电解液取样分析装置，其特征在于：包括惰性气氛箱体(1)及该惰性气氛箱体内设置的、用于盛装拆解后电池的密封箱体(2)，所述惰性气氛箱体(1)外接有第一惰性气源(10)，其内部设有电池拆解用试验平台，其侧壁开设有实验操作入口(101)，所述密封箱体(2)设有和惰性气氛箱体(1)连通的开口，该开口处设有密封门(21)，所述密封箱体(2)通过进气管道(4)外接有第二惰性气源(7)，该密封箱体(2)连通有用于将电池电解液挥发气体输出的出气管道(3)，该出气管道(3)连接有检测仪器(6)。

2.根据权利要求1所述的一种电芯内部电解液取样分析装置，其特征在于：所述密封门(21)和实验操作入口(101)对应设置。

3.根据权利要求1所述的一种电芯内部电解液取样分析装置，其特征在于：所述进气管道(4)设置在密封箱体(2)侧壁底端，出气管道(3)设置在密封箱体(2)侧壁上部。

4.根据权利要求1所述的一种电芯内部电解液取样分析装置，其特征在于：本装置还包括真空泵(5)，该真空泵(5)和检测仪器(6)通过一进两出三通阀(8)安装在出气管道(3)上，且真空泵(5)和检测仪器(6)各自独立匹配有球阀(9)。

5.根据权利要求1所述的一种电芯内部电解液取样分析装置，其特征在于：所述进气管道(4)设有球阀(9)。