一种锂离子电池爆炸检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电池安全性能检检测方法，具体涉及一种锂离子电池爆炸检测方 法。
【背景技术】
[0002] 锂离子电池因其具有高工作电压、高能量密度、高比容量、长循环寿命及对环境友 好等优点而受到了广泛关注，成为当前最具应用前景的储能技术之一。锂离子电池已经广 泛应用于小型电器设备，但安全问题始终没有得到根本解决。这也成为了制约锂离子电池 向大型化发展的阻碍。现有锂离子电池技术体系无法从本质上保证其安全性，在使用过程 中具有发生热失控乃至燃烧、爆炸等安全事故的可能性。
[0003] 现有相关标准对锂离子电池的安全性提出了一定要求，锂离子电池必须满足过 充、短路等一系列安全检测。通过检检测锂离子电池在实际应用中一些相似事故找出诱因， 降低发生事故的几率。所以需要提供一种对于锂离子电池爆炸的激源与危害的检测技术， 以了解爆炸的过程和产物，进而提高安全性能。
【发明内容】
[0004] 为确保锂离子电池的安全性能，本发明提供了一种锂离子电池爆炸检测方法，检 测诱发锂离子电池爆炸的激源临界条件，及其爆炸的过程和产物。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0006] -种锂离子电池爆炸检测方法，所述检测方法包括如下步骤：
[0007] 设置爆炸激源；
[0008] 布置数据收集系统；
[0009] 确定触发方式；
[0010] 诱发爆炸；
[0011] 数据收集系统收集数据。
[0012] 所述收集系统包括：电池安全箱、电池放置台、气体采样箱、、、恒值检测探头、摄像 机、显示器和控制器；所述电池安全箱的进风口通过风机阀门与风机相连；所述电池放置 台置于电池安全箱内，待测锂离子电池置于电池放置台上，电池放置台的上部通过电池安 全箱与电池安全箱箱体外的激源相连；所述气体采样箱通过采样阀门与电池燃烧箱相连， 所述实时检测探头置于电池燃烧箱内的靠近采样阀门的一侧；所述气体采样箱内设有活 塞，活塞与气体采样箱的前端部构成恒压室，所述恒值检测探头置于恒压室内的靠近采样 阀门一侧；所述实时检测探头和恒值检测探头分别与控制器相连，所述摄像机和显示器分 别与控制器相连。
[0013] 所述实时检测探头为六个传感器探头，分别为：C0检测探头、HF检测探头、0)2检 测探头、〇2检测探头和N2检测探头。
[0014] 所述实时检测探头还包括温度传感器，用于通过控制器对电池安全箱的温度进行 检测。
[0015] 所述恒值检测探头为五个恒值检测探头，分别为：C0检测探头、HF检测探头、C02 检测探头、〇2检测探头和N2检测探头。
[0016] 所述恒值检测探头还包括压力感器，用于通过控制器对电池安全箱内的压力进行 检测。
[0017] 所述实时检测探头和所述恒值检测探头将采集的信息经过滤波放大传输给控制 器。
[0018] 所述激源是热激发、电激发或机械激发；所述热激发采用电热合金以无明火的方 式加热，或采用燃料燃烧的明火加热产生燃烧、爆炸；所述电激发利用电气设备产生电流的 方式使电池产生燃烧、爆炸；所述机械激发以机械方式，使电池发生变形、破损产生燃烧、爆 炸。
[0019] 所述收集系统的触发方式包括手动、声控或光控触发。
[0020] 与最接近的现有技术比，本发明提供的一种锂离子电池爆炸检测方法的优点在于 检检测诱发锂离子电池爆炸的激源临界条件，及爆炸的过程和产物，进而做出有针对性的 防控，从而大大提高了锂离子电池的安全性。
【附图说明】
[0021] 图1为本发明检测方法的流程图。
【具体实施方式】
[0022] 本发明同时适用于锂离子电池单体和锂离子电池组作为检测对象，主要由以下步 骤实现：
[0023] (1)选择激源引起锂离子电池爆炸；激源可以是热激发、电激发或机械激发；
[0024] (2)在锂离子电池表面和周围布置记录装置和产物收集装置，记录装置可以是温 度传感器、压力传感器或摄像机，不与锂离子电池直接接触的传感器布置在于摄像机拍摄 范围内；
[0025] (3)设置数据记录和产物收集装置的触发方式，可以是手动、声控或光控触发；
[0026] (4)激活数据记录和产物收集装置，启动激源诱发锂离子电池爆炸；
[0027] (5)保存数据和产物，启动换气系统，收集剩余产物；
[0028] (6)以温度、压力或火焰燃烧状态的变化描述锂离子电池爆炸的现象，根据热激 发、电激发以及机械激发各自触发爆炸的时间评估以上激源诱发事故的风险；
[0029] 分析诱发锂离子电池爆炸的激源临界条件，及其爆炸的过程和产物。
[0030] 爆炸现象评分表
[0031]
[0032] 根据各种现象累加得分，3-5分为低危害，5-7分为中危害，7-9分为高危害。
[0033] 实施案例以过充电诱发锂离子电池爆炸逐步说明检测检测方法。
[0034] (1)将锂离子电池放置在防爆实验室的电池爆炸箱内，引爆装置用电缆连接至防 爆实验室外的充电装置；
[0035] (2)在锂离子电池表面和周围布置温度传感器、压力传感器和摄像机，并将温度传 感器连接至带有防爆保护措施的数据记录仪；以锂离子电池为圆心布置压力传感器；调节 摄像机角度和画面大小，使锂离子电池及其周围lm3的空间位于画面中心并清晰可见；
[0036] (3)设置压力传感器声音触发，其他传感器手动触发；
[0037] (4)激活数据记录装置，通过控制器启动引爆装置直至锂离子电池爆炸；
[0038] (5)保存数据和产物，启动换气系统，清理残留物和喷出物；
[0039] (6)以温度、压力或火焰燃烧状态的变化描述锂离子电池爆炸的现象。爆炸现象评 分表。
[0040] (7)变更激源，重复试验和评价过程，得出其他激源的危害并相互比较得分得到危 害最大的激源。
[0041] 需要声明的是，本
【发明内容】
及【具体实施方式】意在证明本发明所提供技术方案的实 际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理启 发下，可作各种修改、等同替换、或改进。但这些变更或修改均在申请待批的保护范围内。
【主权项】
1. 一种锂离子电池爆炸检测方法，其特征在于：所述检测方法包括如下步骤： 设置爆炸激源； 布置数据收集系统； 确定触发方式； 诱发爆炸； 数据收集系统收集数据。2. 根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于：所述收集系统包括：电池安全箱、电 池放置台、气体采样箱、实时检测探头、恒值检测探头、摄像机、显示器和控制器；所述电池 安全箱的进风口通过风机阀门与风机相连；所述电池放置台置于电池安全箱内，待测锂离 子电池置于电池放置台上，电池放置台的上部通过电池安全箱与电池安全箱箱体外的激源 相连；所述气体采样箱通过采样阀门与电池燃烧箱相连，所述实时检测探头置于电池燃烧 箱内的靠近采样阀门的一侧；所述气体采样箱内设有活塞，活塞与气体采样箱的前端部构 成恒压室，所述恒值检测探头置于恒压室内的靠近采样阀门一侧；所述实时检测探头和恒 值检测探头分别与控制器相连，所述摄像机和显示器分别与控制器相连。3. 根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于：所述实时检测探头为六个传感器探 头，分别为：C0检测探头、HF检测探头、C02检测探头、0 2检测探头和N2检测探头。4. 根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于：所述实时检测探头还包括温度传感 器，用于通过控制器对电池安全箱的温度进行检测。5. 根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于：所述恒值检测探头为五个恒值检测 探头，分别为：C0检测探头、HF检测探头、C02检测探头、0 2检测探头和N2检测探头。6. 根据权利要求5所述的检测方法，其特征在于：所述恒值检测探头还包括压力感器， 用于通过控制器对电池安全箱内的压力进行检测。7. 根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于：所述实时检测探头和所述恒值检测 探头将采集的信息经过滤波放大传输给控制器。8. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述激源是热激发、电激发或机械激发； 所述热激发采用电热合金以无明火的方式加热，或采用燃料燃烧的明火加热产生燃烧、爆 炸；所述电激发利用电气设备产生电流的方式使电池产生燃烧、爆炸；所述机械激发以机 械方式，使电池发生变形、破损产生燃烧、爆炸。9. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述收集系统的触发方式包括手动、 声控或光控触发。
【专利摘要】本发明提供了一种锂离子电池爆炸检测方法，检测方法包括如下步骤：设置爆炸激源；布置数据收集系统；确定触发方式；诱发爆炸；数据收集系统收集数据。本发明提供的一种锂离子电池爆炸检测方法的优点在于检测诱发锂离子电池爆炸的激源临界条件，及爆炸的过程和产物，进而做出有针对性的防控，从而大大提高了锂离子电池的安全性。
【IPC分类】G01N25/54
【公开号】CN105372294
【申请号】CN201510685693
【发明人】李大贺, 杨凯, 高飞, 刘皓, 赵录兴, 王丽娜, 胡晨
【申请人】中国电力科学研究院, 国家电网公司, 国网河北省电力公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年10月21日