[发明专利]一种锂离子电池失火-灭火实验装置

说明书

本发明提供一种锂离子电池失火‑灭火实验装置，包括实验箱，箱体内的辐射加热盘、穿刺机以及外部的充放电机可进行不同电池状态，不同环境温度以及不同条件的电池失控实验，实验箱前后安装有两块玻璃视窗、高速摄像机和纹影灯，可以拍摄电池失控及灭火过程中的火焰传播过程，实验箱内还分别设置有温度传感器、光电传感器和烟雾传感器，通过数据采集系统实时监控并记录各个传感器的数据，电池失控产生的气体通过气体采集器收集，剩余气体由耐高温风扇抽出，其中有毒有害物质可被收集在吸附器中，实验箱右侧的灭火剂罐中储存有灭火剂，通过输运软管连接至实验箱内的喷射系统中，该系统可以改变灭火剂输喷射高度、角度以及流量，进行灭火效果分析。

技术领域

本发明涉及锂离子电池的安全性能及防护的实验测试，具体是一种锂离子电池失火-灭火实验装置。

背景技术

锂离子电池由于具有能量密度大、输出电压高、循环寿命长、环境污染小、无记忆性等优点，已经在笔记本电脑、手机、照相机、摄像机等小型电子设备中得到广泛应用，同时在电动自行车、电动汽车以及航空、航天、潜艇等动力领域上展现出了广阔的应用前景。

但由于锂离子动力电池的比能量较高，所以同时也存在着较大的安全隐患。锂离子电池在滥用条件下(如加热、过充、过放、短路、振动、挤压等)，会出现着火、爆炸乃至人员受伤等事件。而由锂离子动力电池引起的火灾，一般具有持续时间长、温度高、灭火难度大等特点，而且容易造成周边电池失控的连锁反应，造成更严重的后果，而这也极大地限制了锂离子电池甚至是电动汽车的广泛推广及应用。目前国内外的相关研究主要集中在锂离子电池的热失控机理、过程、以及安全测试等方面，目的主要为从失控机理角度去探索提高锂电池安全性的方法。而关于锂离子电池从各种类型的失火以及针对相应失控情况的灭火方式、灭火机理、灭火剂的选择等方面的研究，尚缺少相关的实验装置及测试方法。

鉴于以上分析，针对锂离子电池灭火难且研究较少的现状，设计一种可以全面分析锂离子电池失火及灭火过程，并对灭火策略优化的实验装置。

发明内容

针对背景技术中提出的问题，本发明的目的在于设计并提供一种锂离子电池失火-灭火实验装置，其同时具有分析锂离子电池失火及灭火过程的效果，使用安全可靠，适用于任何动力电池，特别适用于车用单体电池及模组上。

一种锂离子电池失火-灭火实验装置，包括实验箱(6)，实验箱(6)的前后设置有玻璃视窗(22)，实验箱(6)顶部安装有排气管(25)及耐高温风扇(27)，实验箱(6)内还设置有多种电池失控触发装置及传感器。

所述的一种锂离子电池失火-灭火实验装置，其特征在于：前后设置的玻璃视窗(22)，高速摄像机(23)和纹影灯(24)可以对电池(30)失控过程中的火焰进行拍摄，获取即时的火焰图像，并观测火焰传播的速度。

所述的一种锂离子电池失火-灭火实验装置，其特征在于：电池(30)置于格栅(8)上面，格栅(8)上还放置有移动滑块(28)和固定块(29)，以保证电池在热失控期间不会发生移动。

所述的一种锂离子电池失火-灭火实验装置，其特征在于：可以进行多种滥用形式的电池失控测试，辐射加热盘(7)可以实现电池(30)的辐射加热失控测试，充放电机(4)可进行电池(30)的过充电及过放电性能测试，穿刺机(15)可以进行电池(30)的穿刺实验。

所述的一种锂离子电池失火-灭火实验装置，其特征在于：可以采集多种数据，气体采集器(16)可以采集电池失控过程中产生的的、温度传感器(17)用于采集电池(30)及实验箱(6)的温度、光电传感器(18)可以采集电池(30)失控期间火焰的明亮程度、烟雾传感器(19)可以分析电池(30)失控期间的烟雾浓度，所有数据可通过数据传输线(20)，连接至数据采集系统(21)，进行观测与记录。