一种检测锂电池热失控产气速率的试验装置的制作方法

本实用新型涉及一种检测锂电池热失控产气速率的试验装置，属于锂电池安全性能测试技术领域。

背景技术：

电化学储能产业已成为我国实现能源结构优化、提高能源综合使用效率的重要手段。储能锂离子电池作为一种能量存储装置，易受外界环境激励和自身制造缺陷而引发热失控，造成火灾、爆炸等灾害事故，且因储能系统装机量大，一旦发生火灾，灭火和应急救援难度较高，易造成巨大财产损失。2018年7月2日，韩国灵岩储能电站发生火灾事故，烧毁708㎡的临时建筑和3500多个电池，直接经济损失达46亿韩元；2017年3月7日，山西京玉火力发电厂储能电站发生火灾，烧毁储能锂电池包416个、电池管理系统包26个，致使该储能电站停运30余天；2018年8月3日，扬中市高新区发生储能电站火灾事故，烧毁储能电站集装箱1个。多起储能电站火灾事故的发生，引起了行业主管部门及社会公众的巨大担忧，严重阻碍了我国储能产业的健康高速发展。

技术实现要素：

本实用新型的目的是，提供一种检测锂电池热失控产气速率的试验装置与方法。锂离子电池的热失控一般会经历不可控升温、逸出可燃气体、遇到点火能、着火或爆炸等过程，通过检测锂离子电池可燃气体的产气速率，可推算储能系统或其他安装锂离子电池场所内达到爆炸下限的时间，从而计算锂电池热失控的安全时间余量，为该类事故的处置提供科学指导。

本实用新型采取以下技术方案：

一种检测锂电池热失控产气速率的试验装置，包括一密闭的试验箱1、选择阀6、真空泵7、控制系统；所述选择阀6为三通阀，一端与大气连通，一端与试验箱1连通，另一端与所述真空泵7连通；其中，选择阀6与真空泵7连通的通路上设有压力表8；所述真空箱1内设有温度传感器4、压力传感器5以及用于连接锂电池9的导线，所述导线与试验箱1外部导通；所述控制系统作为控制中心，与所述压力传感器5、温度传感器5信号连接。

优选的，还包括密封盖2，所述密封盖2可密封地盖在所述试验箱1顶部，所述密封盖2上固定设有电源转接头3，所述导线与所述电源转接头3连接。

进一步的，所述压力传感器5、温度传感器4也固定在所述密封盖2上。

进一步的，所述控制系统自带计时器功能。

进一步的，所述试验箱、密封盖采用铸铁加工而成，耐压强度至少为2mpa。

进一步的，所述电源转接头3工作电流范围是0-100a；所述温度传感器的测量范围为0-1000℃，测量精度至少为0.1℃；所述压力传感器的测量范围为0-1mpa，测量精度至少为100pa；所述真空泵7、三通阀，以及连接管道构成密封性能检测系统，真空度对应的压力为667pa以下。

一种检测锂电池热失控产气速率的试验方法，采用上述的检测锂电池热失控产气速率的试验装置；包括以下步骤：s1、将锂电池放置于试验箱中，试验箱的容积为v0，锂电池的体积为v0l，将电加热板电源线或锂电池过充电线路与电源转接头连接；s2、密封试验箱，将选择阀切换至b档，打开真空泵，抽至容器的真空度达到设定压力数值，停泵，观察真空表读数，设定时间内压升不大于设定值，则说明试验箱的密封性良好；s3、密封性能检测通过后，将选择阀切换至a档，通入空气，使高压容器内恢复常压，常压压力为p0；s4、关闭选择阀，打开温度、压力数据采集器，开始加热或过充电，直到锂电池热失控；s5、待压力传感器数据不再上升，记录试验时间，关闭加热或过充电电源；s6、待温度传感器数据恢复至常温，读取压力传感器的数据p；s7、锂离子电池的产气速率v按照下式计算：

优选的，步骤s2中，所述设定压力数值是667pa，所述设定时间是5min，所述设定值是50pa。

本实用新型的有益效果在于：

1)提供了一种快速，简易，可靠的检测锂电池热失控产气速率的试验装置和方法，可有效抑制电动汽车充换电站及电池储能站内发生的电池燃烧或爆炸等次生灾害；

2)通过检测锂离子电池可燃气体的产气速率，可推算储能系统或其他安装锂离子电池场所内达到爆炸下限的时间，从而计算锂电池热失控的安全时间余量，为该类事故的处置提供科学指导。

附图说明

图1是本实用新型检测锂电池热失控产气速率的试验装置的示意图。

图中，1、试验箱，2、密封盖，3、电源转接头，4、温度传感器，5、压力传感器，6、选择阀，7、真空泵，8、真空表，9、锂电池。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进一步说明。

参见图1，一种检测锂电池热失控产气速率的试验装置，包括一密闭的试验箱1、选择阀6、真空泵7、控制系统；所述选择阀6为三通阀，一端与大气连通，一端与试验箱1连通，另一端与所述真空泵7连通；其中，选择阀6与真空泵7连通的通路上设有压力表8；所述真空箱1内设有温度传感器4、压力传感器5以及用于连接锂电池9的导线，所述导线与试验箱1外部导通；所述控制系统作为控制中心，与所述压力传感器5、温度传感器5信号连接。

继续参见图1，还包括密封盖2，所述密封盖2可密封地盖在所述试验箱1顶部，所述密封盖2上固定设有电源转接头3，所述导线与所述电源转接头3连接。所述压力传感器5、温度传感器4也固定在所述密封盖2上。所述控制系统自带计时器功能。

在此实施例中，所述试验箱、密封盖采用铸铁加工而成，耐压强度至少为2mpa。

在此实施例中，所述电源转接头3工作电流范围是0-100a；所述温度传感器的测量范围为0-1000℃，测量精度至少为0.1℃；所述压力传感器的测量范围为0-1mpa，测量精度至少为100pa；所述真空泵7、三通阀，以及连接管道构成密封性能检测系统，真空度对应的压力为667pa以下。

一种检测锂电池热失控产气速率的试验方法，采用上述的检测锂电池热失控产气速率的试验装置；包括以下步骤：

s1、将锂电池放置于试验箱中，试验箱的容积为v0，锂电池的体积为v0l，将电加热板电源线或锂电池过充电线路与电源转接头连接；

s2、密封试验箱，将选择阀切换至b档，打开真空泵，抽至容器的真空度达到设定压力数值，停泵，观察真空表读数，设定时间内压升不大于设定值，则说明试验箱的密封性良好；所述设定压力数值是667pa，所述设定时间是5min，所述设定值是50pa；

s3、密封性能检测通过后，将选择阀切换至a档，通入空气，使高压容器内恢复常压，常压压力为p0；

s4、关闭选择阀，打开温度、压力数据采集器，开始加热或过充电，直到锂电池热失控；

s5、待压力传感器数据不再上升，记录试验时间，关闭加热或过充电电源；

s6、待温度传感器数据恢复至常温，读取压力传感器的数据p；s7、锂离子电池的产气速率v按照下式计算：单位为升/秒。

本实施方案提供了一种快速，简易，可靠的检测锂电池热失控产气速率的试验装置，可有效抑制电动汽车充换电站及电池储能站内发生的电池燃烧或爆炸等次生灾害，通过检测锂离子电池可燃气体的产气速率，可推算储能系统或其他安装锂离子电池场所内达到爆炸下限的时间，从而计算锂电池热失控的安全时间余量，为该类事故的处置提供科学指导。

以上是本实用新型的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本实用新型总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本实用新型要求保护的范围之内。