气体收集装置的制作方法

1.本实用新型涉及电芯热失控技术领域，特别涉及一种气体收集装置。


背景技术：

2.电池中的电芯在进行热失控测试时，当电池内部放热反应出现不可控，反应所产生的热量会进一步促进放热反应的发生，可能会导致燃烧甚至爆炸；因此测试一般在防爆安全房或防爆箱内进行，以避免燃烧或爆炸对人员造成的伤害。而电池热失控的产生也伴随着电池内部结构的破坏，电极材料和电解液之间会发生一列的化学反应，产生大量气体，气体兼具毒性和燃爆性，存在极大的危险性，且气体在密闭空间内又难以再短时间内完全散去，气味滞留许久，对测试人员后续进入测试场地进行现场清理存在安全健康危害。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中没有安全有效的气体收集装置能对电芯热失控测试过程中产生的气体进行多样收集采样的缺陷，提供一种气体收集装置。
4.本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
5.一种气体收集装置，用于电芯的热失控测试研究，电芯可以为单个电芯，也可以为多个电芯(例如，由多个电芯组成的电池)，所述气体收集装置包括防爆罐，所述防爆罐设置有至少一个气体收集口，所述气体收集口用于收集电芯的热失控测试产生的气体。
6.在本方案中，该气体收集装置通过气体收集口采样并研究电池热失控的产物以及燃爆危险性，可在后续应用现场有目的的控制情况，并及时采取有效措施，保障人员生命财产安全，具有重要的现实意义；当有多个气体收集口时，能够提供并行的气体成分分析样本量，减少单一样本量可能存在的分析结果偏差，提高测试分析结果的准确性；防爆罐提供了安全的测试环境，并对电池热失控产生的气体进行有效收集,既保证了电池热失控测试处在局部受限的环境内，保证测试人员的人身安全，也减少了热失控气体对环境的污染和对测试人员可能造成的健康危害。
7.较佳地，所述防爆罐还设置有至少一个罐内状态采样端子，所述罐内状态采样端子用于监测所述防爆罐内部的参数。
8.在本方案中，通过多个罐内状态采样端子实现了对测试过程中样品参数和环境参数的量化记录，并可对热失控时的产气体积、产气速率等特性做全面深入分析。
9.较佳地，所述防爆罐的内部还设置有至少一个电芯采样端子，所述电芯采样端子与所述电芯相连接，所述电芯采样端子用于监测所述电芯的参数。
10.在本方案中，通过多个电芯采样端子可以全面地实时监测电芯在热失控过程中的电压、温度等多样数据，以作为判断电芯是否出现热失控的依据，以及为后续气体危险性研究分析提供所需的工作状态数据或失效数据。
11.较佳地，所述防爆罐的内部还设置有至少一个加热端子，所述加热端子与所述电
芯连接，所述加热端子加热所述电芯。
12.在本方案中，通过加热端子提供了触发电芯热失控的能力，并且通过多个加热端子及选择不同类别的加热端子，可实现触发方式的多样性。
13.较佳地，所述加热端子包括所述电芯的充放电端子，所述充放电端子与所述电芯电连接，所述充放电端子通过对所述电芯充电加热所述电芯。
14.在本方案中，充放电端子是加热端子的一种类型，通过充放电端子对电芯充放电，提供了过充触发热失控的能力。
15.较佳地，所述加热端子包括加热片，所述加热片与所述电芯连接，所述加热片被加热并传热给所述电芯。
16.在本方案中，加热片是加热端子的另一种类型，通过对加热片加热并将热传导给电芯，提供了加热触发热失控的能力。
17.较佳地，所述加热片包括供电端子，所述供电端子与所述加热片电连接，并充电加热所述加热片，所述加热片传热给所述电芯。
18.在本方案中，通过供电端子对加热片充放电，实现了加热片被加热，并有利于调节加热片的温度状态。
19.较佳地，所述防爆罐的内部还设置有加热片采样端子，所述加热片采样端子与所述加热片相连接，所述加热片采样端子用于监测所述加热片的参数。
20.在本方案中，通过加热片采样端子实现了实时监测加热片的状态，也便于后续气体危险性研究分析提供所需的工作状态数据或失效数据。
21.较佳地，所述防爆罐还设置有泄压口，所述泄压口用于泄放所述防爆罐内的气体。
22.在本方案中，通过泄压口确保在罐体内部气压超过罐体承压上限时进行压力泄放，使之有个安全的测试环境和气体采集工作。
23.较佳地，所述罐内状态采样端子包括罐内温度采样端子和罐内压力采样端子，所述罐内温度采样端子用于监测所述防爆罐内的温度，所述罐内压力采样端子用于监测所述防爆罐内的气体压力。
24.在本方案中，通过罐内温度采样端子可以监测热失控测试时罐体内的实时温度，通过罐内压力采样端子可以监测热失控测试时罐体内的实时气体压力。
25.本实用新型的积极进步效果在于：该气体收集装置通过气体收集口采样并研究电池热失控的产物以及燃爆危险性，可在后续应用现场有目的的控制情况，并及时采取有效措施，保障人员生命财产安全；当有多个气体收集口时，能够提供并行的气体成分分析样本量，减少单一样本量可能存在的分析结果偏差，提高测试分析结果的准确性；防爆罐提供了安全的测试环境，并对气体进行有效收集；通过多个加热端子实现了多种触发热失控的能力，通过多个采样端子实现了热失控过程中对样品参数和环境参数的实时监测，该气体收集装置有利于研究电池热失控的产物以及燃爆危险性，具有重要的现实意义。
附图说明
26.图1为本实用新型实施例的气体收集装置的结构示意图。
27.图2为本实用新型实施例的气体收集装置的防爆上盖的端子和开口布置示意图。
28.附图标记说明：
29.防爆罐主体1，防爆上盖2，气体收集口3a，气体收集口3b，气体收集口3c，泄压口4，底座15，轮脚16，
30.罐内温度采样端子5a，罐内压力采样端子5b，
31.电芯电压采样正极6a，电芯电压采样负极6b，
32.电芯温度采样端子7，电芯温度采样端子8，电芯温度采样端子9，电芯温度采样端子10，电芯温度采样端子11，
33.电芯充放电端子正极12a，电芯充放电端子负极12b，
34.加热片供电端子正极13a，加热片供电端子负极13b，
35.加热片温度采样端子14。
具体实施方式
36.下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。
37.如图1和图2所示，本实施例提供了一种气体收集装置，用于电池中的电芯在热失控测试过程中产生的气体进行收集采样和研究，该气体收集装置包括防爆罐、底座15和4个轮脚16，防爆罐坐落在底座15之上，并由4个轮脚16支撑，可实现移动工作。防爆罐包括防爆罐主体1和防爆上盖2，防爆上盖2上设置有3个气体收集口3a、3b、3c，其开孔均贯穿防爆上盖2；3个气体收集口3a、3b、3c可分别用于连接气管阀门、金属气管和气体收集包，相互之间协同作用，用于收集电芯的热失控测试产生的气体。在其他实施例中，气体收集口的数量可以根据气体研究分析的需要进行相应地调整。
38.该气体收集装置通过多路并行的气体收集口，提供并行的气体成分分析样本量，减少单一样本量可能存在的分析结果偏差，提高测试分析结果的准确性；防爆罐提供了安全的测试环境，并对电池热失控产生的气体进行有效收集,既保证了电池热失控测试处在局部受限的环境内，保证测试人员的人身安全，也减少了热失控气体对环境的污染和对测试人员可能造成的健康危害；该气体收集装置有利于研究电池热失控的产物以及燃爆危险性，可在后续应用现场有目的的控制情况，并及时采取有效措施，保障人员生命财产安全，具有重要的现实意义。
39.防爆上盖2还设置有罐内温度采样端子5a和罐内压力采样端子5b，并通过导线伸入到防爆罐主体的内部，罐内温度采样端子5a可以监测热失控测试时罐体内的实时温度，罐内压力采样端子5b为耐高温大量程的压力传感器，可以监测热失控测试时罐体内的实时气体压力。在其他实施例中，罐内采样端子的数量和类型可以根据监测的需要进行相应地增加或减少数量，或者选择其他不同参数类型的采样端子。通过多个罐内状态采样端子实现了对测试过程中样品参数和环境参数的量化记录，并可对热失控时的产气体积、产气速率等特性做全面深入分析。
40.防爆上盖2还设置有2个电芯电压采样端子和5个电芯温度采样端子，其对应的开孔供各个采样端子分别通过导线伸入到防爆罐主体的内部；2个电芯电压采样端子为电芯电压采样正极6a和电芯电压采样负极6b，电芯电压采样正极6a和电芯电压采样负极6b分别通过导线与电芯相连接，5个电芯温度采样端子7、8、9、10、11分别通过内部引出的供热电偶线与电芯相连接；电芯电压采集端子、电芯温度采样端子可以方便实时监测电芯热失控过程中的电压和温度数据，以作为判断电芯是否出现热失控的依据。在其他实施例中，电芯采
样端子的数量和类型可以根据监测的需要进行相应地增加或减少数量，或者选择其他不同参数类型的采样端子。通过多个电芯采样端子可以全面地实时监测电芯在热失控过程中的电压、温度等多样数据，以作为判断电芯是否出现热失控的依据，以及为后续气体危险性研究分析提供所需的工作状态数据或失效数据。
41.防爆上盖2还设置有2个电芯充放电端子，其对应的开孔供各端子分别通过导线伸入到防爆罐主体的内部，2个电芯充放电端子为电芯充放电端子正极12a和电芯充放电端子负极12b，电芯充放电端子正极12a和电芯充放电端子负极12b分别通过导线与电芯电连接，电芯充放电端子是加热端子的一种类型，通过电芯充放电端子对电芯充放电，提供了过充触发热失控的能力。
42.防爆罐主体内部的电芯表面上贴有加热片(图中未显示)，防爆上盖2还设置有2个加热片供电端子，其对应的开孔供各端子分别通过导线伸入到防爆罐主体的内部；2个加热片供电端子为加热片供电端子正极13a和加热片供电端子负极13b，加热片供电端子正极13a和加热片供电端子负极13b分别通过导线与加热片电连接，并充电加热加热片，加热片传热给电芯。加热片是加热端子的另一种类型，通过加热片供电端子对加热片充放电，实现了加热片被加热；加热片将热传导给电芯，提供了加热触发热失控的能力；并且加热片供电端子有利于调节加热片的温度状态。
43.该防爆罐还可以通过电芯充放电端子和加热片及其加热片供电端子的组合，提供过充触发和加热触发的结合方式，或者选择不同类别的加热端子来触发热失控，实现了触发方式的多样性，丰富了在各种触发形式下所产生的不同气体的研究。
44.防爆上盖2还设置有加热片温度采样端子14，其对应的开孔供加热片温度采样端子14通过内部引出的供热电偶线伸入到防爆罐主体的内部与加热片相连接，加热片温度采样端子14方便实时监测加热片的发热状态，也便于后续气体危险性研究分析提供所需的工作状态数据或失效数据。在其他实施例中，加热片采样端子还可以根据采用参数的需要相应地增加或减少数量，或者选择其他不同参数类型的加热片采样端子。
45.防爆上盖2还设置有泄压口4，通过泄压口4确保在罐体内部气压超过罐体承压上限时进行压力泄放，使之有个安全的测试环境和气体采集工作。
46.本实施例中，各连接端子均与防爆上盖2绝缘，并有良好的密封。
47.虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。