[实用新型]一种圆柱电池径向导热系数的测定装置

说明书

本实用新型涉及一种圆柱电池径向导热系数的测定装置，它包括支架、圆柱电池和数据采集仪，所述圆柱电池通过棉线悬挂在支架上，圆柱电池在电池脖颈处切割去除正极端盖或者负极外壳正对芯轴处开设孔洞并去除负极极耳与外壳的连接，孔洞内置有钢管加热器。所述钢管加热器包括电热丝、绝缘柱和中空钢管，安装在绝缘柱内的热电偶，圆柱电池外表面贴敷数个外部温度传感器，所述热电偶、外部温度传感器以及温度传感器分别与数据采集仪相连，所述数据采集仪发送信号给无线记录操作台，所述无线记录操作台与计算机相连接。本实用新型能够实现对圆柱电池进行直接测量，使测量结果更加真实和准确，可测试不同工况温度下的圆柱电池导热系数测量。

技术领域

本实用新型涉及一种圆柱电池径向导热系数的的测定装置，属于储能电池热物性参数研究与热管理技术领域。

背景技术

以锂离子电池为主的圆柱电池因功率密度高、一致性好和能量存储转换方便等优势，目前越来越多应用于消费电子与乘用车辆领域。然而，圆柱电池在运行中大倍率充放电会产生较多的热量，不及时耗散容易引发电池容量和寿命衰减，甚至导致电池热失控。随着使用年限的提高，电池正负极材料与集流极之间的粘接性下降，电解液损耗，导热与导电性能会进一步下降，即使在正常充放电也有可能导致产热增加，加大热失控风险。

圆柱电池的径向导热系数是一个重要热物性参数，预示电池升温速度和内部温差幅度，是进行电池有效热管理的关键热物性参数。因此，为了评估圆柱电池的升温特性以及内部温差，需要确定电池的径向导热系数等热物性参数，从而实现对圆柱电池的有效热管理与温度管控。由于圆柱电池包栝电芯、正负极极耳、正极端盖等零部件以及易挥发电解液，呈现非均质特征，互相干扰，导致圆柱电池导热系数测量尤为困难。

申请公布号为CN 108170914 A的实用新型专利公开了一种圆柱卷绕式锂离子动力电池热物性参数的原位求取方法，该方法在仿真软件中搭建简化的18650电池二维轴对称传热模型，该传热模型中包含该电池不同方向上的导热系数以及热参数，通过软件仿真拟合电池外部加热时的表面温度分布来获取导热系数。该方法不能直接测量圆柱电池的径向导热系数，必须通过仿真软件试凑实验结果，计算时间长，测量难度高。由于搭建的电池传热模型与电池的真实结构状态存在一定的差异，并没有实现对电池导热系数的直接测量，因此测量精度难以保证。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种圆柱电池径向导热系数的测定装置，能够实现对圆柱电池进行直接测量，使测量结果更加真实和准确。

为了解决上述问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种圆柱电池径向导热系数的测定装置，它包括支架、圆柱电池和数据采集仪，所述支架和圆柱电池设置在温控箱内，

所述圆柱电池安装在支架上，圆柱电池在电池脖颈处进行切割去除正极端盖或者在负极外壳正对芯轴处开设有内径稍大于芯轴中空尺寸的圆柱形孔洞并去除负极极耳与外壳的连接，芯轴内放置有圆柱形钢管加热器，所述钢管加热器与圆柱电池最内层的隔膜材料紧密贴合，钢管加热器的端部与电池外壳之间的缝隙内用密封胶填充，钢管加热器通过导线与温控箱外的直流电源相连接，

所述钢管加热器包括电热丝、绝缘柱和中空钢管，所述绝缘柱位于中空钢管内，绝缘柱内安装有一个或者多个热电偶，所述电热丝7螺旋缠绕在绝缘柱上，在中空钢管与电热丝之间包裹一层电绝缘胶带，

电热丝与热电偶从中空钢管的一端或者两端引出，所述热电偶的温度探头在绝缘柱中部穿过绝缘胶带与中空钢管内壁紧密接触，

沿所述圆柱电池外表面轴向等距贴敷数个外部温度传感器，温控箱内安装有检测箱内温度的温度传感器，所述热电偶的引线、外部温度传感器以及温度传感器分别与数据采集仪相连，所述数据采集仪发送信号给无线记录操作台，所述无线记录操作台与计算机相连接。

进一步，所述绝缘柱的内表面沿轴向刻有沟槽，所述热电偶顺着沟槽引到绝缘柱的中部。