CN213903435U - 硬壳锂离子气体收集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种硬壳锂离子气体收集装置，其包括气体收集腔、刺破部件、连接管和设置在该连接管上的控制阀，所述气体收集腔包括盖帽、密封垫、外腔体和设置在该外腔体内的内腔体。本实用新型的结构设计巧妙、合理，利用刺破部件刺破电池后，打开控制阀，此时电池的内部空间与气体收集腔的腔内空间相连通，因电池内部有压力，且腔内空间是负压状态，则电池产生的气体迅速进入腔内空间被采集，然后关闭控制阀，实现完整快速采集到电池所产气体，操作简单方便；而且由于刺破部件具有绝缘性质，操作安全，另外整体结构简单，各部件易于获得，价格低廉，可更换搭配，应用前景广阔，可以广泛用于检测分析设备的辅助工具。

Description

硬壳锂离子气体收集装置

技术领域

本实用新型涉及硬壳锂离子气体收集技术领域，具体涉及一种硬壳锂离子气体收集装置。

背景技术

锂离子二次电池与其它的可充电的电池体系相比，具有工作电压高、重量轻、体积小、无记忆效应、自放电率低、循环寿命长、能量密度高等优点，目前已广泛应用于消费电子、电动工具、电动车等领域。然而，锂离子电池从最初的化成到后期的使用过程中，总会伴随着氧化还原副反应的发生，从而不可避免产生一定的气体，造成电池内压升高，性能变差，严重的当电池压力达到一定程度后会引发漏液、破裂、起火、甚至爆炸，影响电池安全使用。所以通过对成品电池不同荷电态下电池产气的成份的定性和定量分析，从基理上研究，从源头上改善和解决电池产气问题，具有重要的指导意义。

然而多数的专利中取气操作方法，仅限于软包电池，对硬壳电池的产气无法安全、有效采气。如公开号“CN105510174B”，名称为“用于检测电池内部气体的设备及方法”，其公开了一种圆柱形钢壳锂离子电池内部气体的取气装置，在密闭腔体中内置钢针，将电池外壳刺穿取样分析。这种方法虽然简单方便，但是在钢针扎入电池内部后，一旦扎破电芯正负极片时，此操作无异于给电池做针刺试验，极其危险，且一旦电池短路失效，通常会起火甚至爆炸，严重的危及操作人员的安全，不利于人员安全操作实施。

实用新型内容

针对上述不足，本实用新型目的在于，提供一种结构设计巧妙、合理，适用于硬壳锂离子电池检测且操作安全的硬壳锂离子气体收集装置。

本实用新型为实现上述目的，所提供的技术方案是：一种硬壳锂离子气体收集装置，其包括气体收集腔、刺破部件、连接管和设置在该连接管上的控制阀，所述气体收集腔包括盖帽、密封垫、外腔体和设置在该外腔体内的内腔体，该内腔体与外腔体之间形成腔内空间，所述盖帽上设有取样孔，所述密封垫位于盖帽内，并能将所述取样孔封闭，所述盖帽盖合在外腔体上并在盖紧时使得内腔体与腔内空间相隔绝，所述外腔体上设有与腔内空间相连通的外腔延长管和与所述内腔体相连通的内腔延长管，所述连接管的一端与内腔延长管相连接，另一端与所述刺破部件相连接，所述刺破部件为绝缘体或表面包覆有绝缘涂层，要求不能导电。未经绝缘处理的刺破部件，扎入电池内部，一旦扎破电芯正负极片时，此操作无异于给电池做针刺试验，及其危险，且一旦电池短路失效，通常会起火甚至爆炸，严重的危及操作人员的安全。

作为本实用新型的一种优选方案，所述外腔延长管与真空泵相连接。

作为本实用新型的一种优选方案，所述密封垫在盖帽盖紧时下表面能顶压封闭在所述外腔体和/或内腔体的开口上。在盖帽未盖紧时，密封垫处于未挤压或半挤压状态，有缝隙，内腔体和腔内空间通过缝隙相通，在外腔延长管处于抽真空时，即可以将内腔体内和腔内空间的残余气体抽出来，实现内腔一定的真空度。

作为本实用新型的一种优选方案，所述连接管为能抗1.2Mpa以上的气压强度的软管。

作为本实用新型的一种优选方案，所述刺破部件的上部设有手柄。给操作带来方便。

作为本实用新型的一种优选方案，所述盖帽的内壁上设有内螺纹，并在所述外腔体上设有与该内螺纹相适配的外螺纹。

作为本实用新型的一种优选方案，所述刺破部件的下部套设有插入刻度锁定装置。避免过深扎入电池内部，触碰到电池电芯正负极，引发安全隐患，从而实现了气体收集装置双层保险。

作为本实用新型的一种优选方案，所述插入刻度锁定装置为若干依次叠置的刻度锁定垫，操作方便、简单。

作为本实用新型的一种优选方案，所述内腔延长管与连接管相连接的一端的外周面上设有卡槽，能提升内腔延长管与连接管的配合紧密性，连接牢固。

本实用新型的有益效果为：本实用新型的结构设计巧妙、合理，利用刺破部件刺破电池后，打开控制阀，此时电池的内部空间与气体收集腔的腔内空间相连通，因电池内部有压力，且腔内空间是负压状态，则电池产生的气体迅速进入腔内空间被采集，然后关闭控制阀，实现完整快速采集到电池所产气体，操作简单方便；而且由于刺破部件具有绝缘性质，操作安全，另外整体结构简单，各部件易于获得，价格低廉，可更换搭配，应用前景广阔，可以广泛用于检测分析设备的辅助工具。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图。

图2为本实用新型中气体收集腔的分解结构示意图1。

图3为本实用新型中气体收集腔的分解结构示意图2。

图4为本实用新型中气体收集腔的剖视结构示意图。

图5为本实用新型中刺破部件的结构示意图。

具体实施方式

实施例：参见图1至图5，本实用新型提供的一种硬壳锂离子气体收集装置，其包括气体收集腔1、刺破部件2、连接管3和设置在该连接管3上的控制阀4。所述连接管3优选为能抗1.2Mpa以上的气压强度的软管。

参见图3、图4和图5，所述气体收集腔1包括盖帽11、密封垫12、外腔体13和设置在该外腔体13内的内腔体14，该内腔体14与外腔体13之间形成腔内空间15，所述盖帽11上设有取样孔111。

所述密封垫12位于盖帽11内，并能将所述取样孔111封闭，所述盖帽11盖合在外腔体13上并在盖紧时使得内腔体14与腔内空间15相隔绝，所述密封垫12在盖帽11盖紧时下表面能顶压封闭在所述外腔体13和/或内腔体14的开口上。具体的，在所述盖帽11的内壁上设有内螺纹112，并在所述外腔体13上设有与该内螺纹112相适配的外螺纹131。在盖帽11未盖紧时，密封垫12处于未挤压或半挤压状态，有缝隙，内腔体14和腔内空间15通过缝隙相通，所述外腔延长管与真空泵相连接。通过真空泵抽真空时，可以将内腔体14内和腔内空间15的残余气体抽出来，实现内腔一定的真空度。

所述外腔体13上设有与腔内空间15相连通的外腔延长管132和与所述内腔体14相连通的内腔延长管133，所述连接管3的一端与内腔延长管133相连接，另一端与所述刺破部件2相连接，所述刺破部件2可以为绝缘体或表面包覆有绝缘涂层，要求不能导电。未经绝缘处理的刺破部件2，扎入电池内部，一旦扎破电芯正负极片时，此操作无异于给电池做针刺试验，及其危险，且一旦电池短路失效，通常会起火甚至爆炸，严重的危及操作人员的安全。

为方便操作，参见图1和图5，在所述刺破部件2的上部设有手柄5。该手柄5可以通过卡扣结构、过盈配合、粘贴等方式固定在所述刺破部件2上。在所述刺破部件2的下部套设有插入刻度锁定装置6。该插入刻度锁定装置6为若干依次叠置的刻度锁定垫，根据所需扎入的深度来叠置相应数量的刻度锁定垫。该刻度锁定垫的中心位置设有装配孔，该装配孔与所述刺破部件2为过盈配合，从而实现定位在刺破部件2上。在刺破部件2扎入所需深度后，刻度锁定垫恰好顶压在电池的外表面上，避免刺破部件2过深扎入电池内部，触碰到电池电芯正负极，引发安全隐患，从而实现了气体收集装置双层保险。

对待测电池进行一定的充放电或高低温循环预处理后，都可以研究其内部产气组分含量的检测分析。本实施例中，刺破部件2选用为金属针头，然后在金属针头的表面涂覆有绝缘涂料，在固化后，形成所述的绝缘涂层。该绝缘涂料可以选用环氧树脂胶和占总质量比10%左右的钛白粉相混合均匀后形成绝缘涂料，然后将该绝缘涂料涂覆在金属针头的内、外表面上，但不得封堵针管，然后放置在120度烘箱内烘烤30min，取出室温冷却后，绝缘涂料牢牢的与金属针头的表面粘合在一起形成所述的绝缘涂层，对金属针头起到绝缘效果。同时在对绝缘涂层做剥离强度实验时，绝缘涂层能承受大于扎破电池金属防爆阀10Kgf,完全满足绝缘包覆、不掉层的要求，同时一个涂敷处理后的金属针头能扎30-50次以上，绝缘涂层仍能保持完好性，使用寿命长。

使用时，先半松开盖帽11，保持内腔体14和腔内空间15相连通，关闭控制阀4，通过用真空泵从延长管对内腔体14和腔内空间15抽真空，连续抽真空10min后，拧紧盖帽11，此时内腔体14完全真空。撤掉与真空泵的连接，此步骤是为下一步气体组分分析时，排除非电池产气的气体影响检测结果，确保检测结果真实、有效、准确。

操作刺破部件2从电池防爆阀处浅扎入电池，开启控制阀4，电池内部产生的气体可就可以通过连接管3迅速进入到内腔体14，采集到足够用于分析的电池产气量后，再关闭控制阀4，此操作可完整的收集到电池产气组分，实现采集到电池所产气体。接着，将检测装置的取样针从盖帽11的取样孔111插入，从而扎穿密封垫12延伸到内腔体14内，检测装置通过取样针定量取所需测量气体后，由气相色谱仪顶空口进样，进行气体组分定性和定量分析，得到准确的分析结果。所述检测装置优选为双检测器气相色谱仪。由于电池制造环境、工艺条件以及电池在特定条件下进行各种充放循环后，电池产气组分可能有所差异和复杂性，双检测器气相色谱仪具有两个检测器，一个是TCD检测器，另一个是FID检测器，覆盖电池产气组分的所有可能，能完整准确分析产气组分。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。如本实用新型上述实施例所述，采用与其相同或相似的结构而得到的其它装置，均在本实用新型保护范围内。

Claims (9)

1.一种硬壳锂离子气体收集装置，其包括气体收集腔和刺破部件，其特征在于，其还包括连接管和设置在该连接管上的控制阀，所述气体收集腔包括盖帽、密封垫、外腔体和设置在该外腔体内的内腔体，该内腔体与外腔体之间形成腔内空间，所述盖帽上设有取样孔，所述密封垫位于盖帽内，并能将所述取样孔封闭，所述盖帽盖合在外腔体上并在盖紧时使得内腔体与腔内空间相隔绝，所述外腔体上设有与腔内空间相连通的外腔延长管和与所述内腔体相连通的内腔延长管，所述连接管的一端与内腔延长管相连接，另一端与所述刺破部件相连接，所述刺破部件为绝缘体或表面包覆有绝缘涂层。

2.根据权利要求1所述的硬壳锂离子气体收集装置，其特征在于，所述外腔延长管与真空泵相连接。

3.根据权利要求1所述的硬壳锂离子气体收集装置，其特征在于，所述密封垫在盖帽盖紧时下表面能顶压封闭在所述外腔体和/或内腔体的开口上。

4.根据权利要求1所述的硬壳锂离子气体收集装置，其特征在于，所述连接管为能抗1.2Mpa以上的气压强度的软管。

5.根据权利要求1所述的硬壳锂离子气体收集装置，其特征在于，所述刺破部件上部设有手柄。

6.根据权利要求1所述的硬壳锂离子气体收集装置，其特征在于，所述盖帽的内壁上设有内螺纹，并在所述外腔体上设有与该内螺纹相适配的外螺纹。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的硬壳锂离子气体收集装置，其特征在于，所述刺破部件的下部套设有插入刻度锁定装置。

8.根据权利要求7所述的硬壳锂离子气体收集装置，其特征在于，所述插入刻度锁定装置为若干依次叠置的刻度锁定垫。

9.根据权利要求1所述的硬壳锂离子气体收集装置，其特征在于，所述内腔延长管与连接管相连接的一端的外周面上设有卡槽。

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