[发明专利]电池热失控释放气体的检测方法

说明书

本发明涉及电池领域，公开了一种电池热失控释放气体的检测方法。该方法包括如下步骤：(1)在密闭的检测设备中，使得待测电池发生热失控，并测量热失控过程中释放气体的成分以及各成分气体的浓度；(2)通过如下公式计算成分气体的体积V_gas，式中，V₀为所述检测设备的容积与电池体积的差值，c₀为空气中的氮气浓度，c_氮气为步骤(1)中测得的氮气的浓度，c_gas为步骤(1)中测得的该种成分气体的浓度。本发明的检测方法不依赖电池自身形变，不受电池热失控带来的温度变化影响，可检测电池在热失控中释放气体的种类和产气量，且装置结构简单，安全性高，便于长期使用。

技术领域

本发明涉及电池领域，具体涉及一种电池热失控释放气体的检测方法。

背景技术

锂离子电池等电池作为新能源汽车及电动自行车的核心部件，其由于热失控导致的安全事故持续不断。锂离子电池在热失控后内部材料高温分解，产生大量的气体，导致电池内部气体聚集、压力急剧升高，极易引起电池着火、爆炸，大量高温、可燃和有毒的气体从电池中释放出来，严重威胁乘客的人身和财产安全。随着新能源汽车对动力电池能量密度要求的不断增加，热失控释放出的气体往往也会急剧增加。因此有必要对电池在热失控中释放出的气体组成和产气量进行详细的分析，从而在电池及电池组设计和生产中采取相应的防护措施。

现有电池产气量检测方法所得数据与实际数值相差较大，且安全系数低。大部分检测是通过软包装体积的变化粗略评估产气量大小，如CN104880232A公开了一种测试软包装锂离子电池化成产气量的装置及其使用方法，将电池置于烧杯中，量筒放于烧杯杯嘴正下方，向烧杯中注入液体，通过量筒测量产气过程中电池体积变化带来的烧杯溢出的液体量，推算气体体积。如CN106769642A公开了一种测量电池内压和产气量的方法，将电池防爆阀连接引气管，热失控后引气管导出气体至形变袋引起水槽内容积变化，根据量筒计数确定气体体积，但该方法仅适用于未发生破裂的电池产气量测试。

综上，目前电池释放气体的测量方法局限性在于：1)只能粗略评估产气量，无法对气体进行定性分析；2)对于所测电池类型有要求，只能是软包电池，且无法对热失控后破裂电池进行安全、有效测试，同时铝壳或钢壳电池几乎无形变，无法测试；3)电池热失控产生的气体量大多通过公式pV＝nRT计算(n为气体的摩尔量，p为气体的压力，V为气体的体积，R为理想气体常数，T为绝对温度)，但是实际上电池热失控过程中气体在密封容器内部也会有非常大的温度梯度或温度变化，从而导致无法准确的计算气体的体积。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种电池热失控释放气体的检测方法，该方法不依赖电池自身形变，不受电池热失控带来的温度变化影响，可检测电池在热失控过程中释放气体的种类和产气量，且装置结构简单，安全性高，便于长期使用。

为了实现上述目的，本发明提供一种电池热失控释放气体的检测方法，该方法包括如下步骤：

(1)在密闭的检测设备中，使得待测电池发生热失控，并测量热失控过程中释放气体的成分以及各成分气体的浓度；

(2)通过如下公式计算成分气体的体积V_gas：

式中，V₀为所述检测设备的容积与电池体积的差值，c₀为空气中的氮气浓度，c_氮气为步骤(1)中测得的氮气的浓度，c_gas为步骤(1)中测得的该种成分气体的浓度。

优选地，所述检测设备包括电池热失控触发及气体收集装置、气体分析装置，该电池热失控触发及气体收集装置包括可密封的检测容器。

优选地，所述检测容器包括具有开口的釜体以及盖板，所述盖板能够密封所述釜体的开口。