[发明专利]一种锂离子电池热失控模拟实验装置及测定方法

权利要求书

1.一种锂离子电池热失控模拟实验装置，包括爆炸容器罐(1)、药剂施加系统(2)、抽真空系统(3)、控温系统(4)和燃爆参数检测系统(5)；所述爆炸容器罐(1)侧壁布置有控温系统(4)的加热盘管(41)，爆炸容器罐(1)顶部盖子(11)上设置有药剂施加系统(2)的多用途接口(24)；药剂施加系统(2)包含若干并联的灭火药剂储瓶(21)，所述灭火药剂储瓶(21)及其并联管道通过并流管道并流后与多用途接口(24)连通；燃爆参数检测系统(5)包括腔体内的温度传感器(52)和设置于爆炸容器罐(1)内的样品架(13)上的热电偶(54)。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池热失控模拟实验装置，其特征在于，所述爆炸容器罐(1)的盖子(11)与腔体的结合处采用耐压密封，爆炸容器罐(1)的侧壁设置有玻璃视窗(12)和气体采样口(14)。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池热失控模拟实验装置，其特征在于，所述药剂施加系统(2)的灭火药剂储瓶(21)通过管道并联，且在并联管道上设有分别与各个灭火药剂储瓶(21)对应的流量控制阀(22)，多用途接口(24)上还设有球阀(23)，多用途接口(24)下方可拆卸连接有喷头。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池热失控模拟实验装置，其特征在于，所述抽真空系统(3)包括设置于爆炸容器罐(1)侧壁的与腔体连通的抽真空接口，所述抽真空接口通过管路与真空泵连接，电磁阀设置于管路上控制管路的开启和闭合。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池热失控模拟实验装置，其特征在于，所述控温系统(4)的加热盘管(41)与循环油泵(42)构成循环通路，循环通路上连接有加热器(43)，加热器(43)连接有控温单元(44)，控温单元(44)内安装有控制程序，改变程序参数能够控制加热器(43)的工作状态，循环通路上还设有过滤器(45)。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池热失控模拟实验装置，其特征在于，所述燃爆参数检测系统(5)还包括红外摄录装置(51)、压力传感器(53)、以及数据发射和接收装置(55)，所述红外摄录装置(51)、温度传感器(52)、压力传感器(53)、热电偶(54)分别与数据发射和接收装置(55)信号连接。

7.权利要求1所述的锂离子电池热失控模拟实验装置的测定方法，包括下述步骤：

(1)首先将单芯锂离子电池或小型锂离子电池模组安装的锂离子电池固定于样品架(13)上；

(2)关闭药剂施加系统(2)中的各阀体；

(3)打开控温系统(4)，设定升温速率和恒定的温度和时间，使爆炸容器罐(1)以设定的速率进行加热直至设定温度；

(4)一旦锂离子电池出现火焰或温度高于环境温度100℃即可停止加热，或按实验目的调整停止加热时刻；

(5)燃爆参数检测系统(5)记录步骤(3)、(4)过程中各项数据；

(6)若设定温度下锂离子电池没有发生热失控，可以调节升温速率和恒定温度，进行下一组实验。

8.权利要求1所述的锂离子电池热失控模拟实验装置的测定方法，包括下述步骤：

(1)首先将单芯锂离子电池或小型锂离子电池模组安装的锂离子电池固定于样品架(13)上；

(2)关闭药剂施加系统(2)中的各阀体；

(3)选择合适的喷头安装至爆炸容器罐(1)的多用途接口(24)上；

(4)若测定超细干粉或细水雾等典型灭火药剂单一作用对锂离子电池热失控的影响，直接进行步骤(6)；

(5)启动抽真空系统(3)，使爆炸容器罐(1)形成设定的负压后停止，控制灭火药剂储瓶(21)中的惰性气体按照需要的剂量进入爆炸容器罐(1)，压力补至常压；

(6)打开控温系统(4)，设定升温速率和恒定的温度和时间，使爆炸容器罐(1)以设定的速率进行加热直至设定温度；

(7)一旦锂离子电池出现火焰或温度高于环境温度100℃即可停止加热，或按实验目的调整停止加热时刻；

(8)选取锂离子电池热失控过程的不同阶段，启动灭火药剂施加系统(2)，将灭火药剂按照需要的喷射条件喷射至腔体内；

(9)燃爆参数检测系统(5)记录步骤(4)-(8)过程中的各项数据；

(10)若设定温度下锂离子电池没有发生热失控，可以调节升温速率和恒定温度，进行下一组实验。