本發(fā)明涉及蓄電池技術(shù)，特別是一種測(cè)量電池內(nèi)壓和產(chǎn)氣量的方法。

背景技術(shù)：

隨著電動(dòng)車的發(fā)展，動(dòng)力鋰離子電池成為的一個(gè)重要發(fā)展方向，電動(dòng)車用的動(dòng)力鋰離子電芯（例如鋁殼）單體蘊(yùn)含能量高，電芯數(shù)目多，且電池的充放電管理復(fù)雜，實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中及其容易因使用不當(dāng)引起安全問(wèn)題。電池系統(tǒng)控制策略失控，會(huì)導(dǎo)致某單節(jié)或者電池組的過(guò)充電或者過(guò)放電，電池內(nèi)部析鋰引發(fā)電池短路，從而帶來(lái)較大的火災(zāi)。所以產(chǎn)氣量檢測(cè)是電池可靠性必檢項(xiàng)目之一，鋰離子電池的產(chǎn)氣是由電化學(xué)副反應(yīng)引起，主要發(fā)生在初期化成、高溫存儲(chǔ)、高溫循環(huán)以及過(guò)充電等極端情況，初期化成以及高溫存儲(chǔ)過(guò)程，電池化學(xué)副反應(yīng)溫和，相對(duì)比較安全，產(chǎn)氣量較少，目前一些研究主要集中在此過(guò)程的氣體收集和檢測(cè)，通過(guò)將鋰離子電池制成軟包電池，通過(guò)觀察軟包電池在初期化成、分容、高溫儲(chǔ)存過(guò)程中體積變化來(lái)判斷電池產(chǎn)氣量?，F(xiàn)有技術(shù)有一般的檢測(cè)方法，但所得數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)值相差較大，如專利公開號(hào)為CN103674768A，設(shè)計(jì)的一種鋰離子電池化成產(chǎn)氣量檢測(cè)方法及測(cè)量裝置，先將待測(cè)鋰離子電池活化，并在電池正負(fù)極上焊接金屬?gòu)?fù)合帶；然后將活化電池固定在夾具上，用導(dǎo)線把電池金屬?gòu)?fù)合帶連接到充放電設(shè)備正負(fù)極上；再接通電源，對(duì)活化電池進(jìn)行預(yù)充電，記錄充電前和充電過(guò)程中所需各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的數(shù)顯壓力表數(shù)值；最后根據(jù)充電前后記錄的數(shù)顯壓力表數(shù)值，計(jì)算出各個(gè)時(shí)間點(diǎn)電池內(nèi)部的壓強(qiáng)，分析電池產(chǎn)氣量的大小。而大部分檢測(cè)都是通過(guò)軟包裝體積的變化粗略評(píng)估產(chǎn)氣量大小，如專利公開號(hào)為CN104880232A，一種測(cè)試軟包裝鋰離子電池化成產(chǎn)氣量的裝置及其使用方法，其裝置包括燒杯、量筒、電池、導(dǎo)線、底座和化成裝置，燒杯傾斜放置于底座上，電池放置于燒杯中，兩根導(dǎo)線的一端分別連接電池的兩極，兩根導(dǎo)線的另一端分別連接化成裝置的正負(fù)極，量筒放置于燒杯杯嘴的正下方；使用方法是向燒杯中注入液體，使液體隨著化成產(chǎn)氣的過(guò)程從燒杯中溢出并通過(guò)量筒測(cè)量其體積。這種方法具有多個(gè)局限性：如電池類型固定，只能是軟包裝電池，因?yàn)殇X殼或者鋼殼電池幾乎無(wú)形變；只能評(píng)估產(chǎn)氣量，無(wú)法收集氣體，并對(duì)氣體進(jìn)行分析；對(duì)于熱失控導(dǎo)致的破裂型電池，無(wú)法進(jìn)行測(cè)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是：針對(duì)現(xiàn)有測(cè)量方法在熱失控電池產(chǎn)氣方面測(cè)量技術(shù)的不足，提供一種能同時(shí)定量檢測(cè)動(dòng)力電池?zé)崾Э貢r(shí)，包括過(guò)充、過(guò)放、爐溫等，電池的氣體內(nèi)壓和產(chǎn)氣量的方法以及裝置。

本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的：一種測(cè)量電池內(nèi)壓和產(chǎn)氣量的方法，其特征是當(dāng)電池過(guò)充或過(guò)放引發(fā)電池體系熱失控時(shí)，電池內(nèi)部壓力劇增，通過(guò)從電池內(nèi)密封連接出的壓力傳感器迅速記錄電池內(nèi)部壓力變化，同時(shí)從電池防爆閥中密封接出引氣管至形變導(dǎo)氣袋，將形變導(dǎo)氣袋完全置于具有溢流孔的水槽之中，通過(guò)形變導(dǎo)氣袋內(nèi)聚集氣體的膨脹導(dǎo)致水槽內(nèi)水容積變化，把該水容積的變化量從溢流孔引致量筒讀出，根據(jù)量筒計(jì)數(shù)確定氣體的體積，結(jié)合氣體密度確定產(chǎn)生的氣體總量。

本技術(shù)方案在防爆閥被沖開時(shí)，氣體通過(guò)防爆罩經(jīng)引氣管迅速傳遞到形變導(dǎo)氣袋，形變導(dǎo)氣袋的體積膨脹體現(xiàn)為水箱的水面上升，即排出氣體的量與水變化量相等或成一比例，將水的變化值通過(guò)溢流的方式收集到體積量具中。無(wú)論是軟包電池還是硬殼等形變量較小的電池類型，由于實(shí)際產(chǎn)氣量即為形變導(dǎo)氣袋中采集到的氣體量，所以客觀、準(zhǔn)確地反映了產(chǎn)氣量值。在形變導(dǎo)氣袋和引氣管之間的接口部位設(shè)置閥門，即可對(duì)收集的氣體地進(jìn)行單獨(dú)分析檢測(cè)。通過(guò)壓力傳感器可以記錄、顯示電池內(nèi)部壓力的即時(shí)壓力以及變化值，通過(guò)流量計(jì)可以顯示和記錄瞬時(shí)的氣體流量值，為研究蓄電池提供有效的參考數(shù)據(jù)。

作為優(yōu)選，所述的在電池頂蓋上設(shè)置注液孔，所述的注液孔位于注液帽上，壓力傳感器連接在與注液孔密封配合的銅質(zhì)導(dǎo)氣管上，通過(guò)壓力傳感器實(shí)時(shí)收集電池化成或儲(chǔ)存過(guò)程中產(chǎn)氣的壓力變化。本方案可利用現(xiàn)有的注液孔，也可以另行開孔。

作為優(yōu)選，所述的電池防爆閥上加裝一個(gè)防爆罩，防爆罩中心設(shè)有出氣孔，出氣孔中密封引出銅質(zhì)引氣管，引氣管中設(shè)置氣體流量計(jì)，通過(guò)氣體流量計(jì)顯示瞬時(shí)氣體流量。防爆罩的材質(zhì)可選用樹脂或金屬殼，引氣管與防爆閥連接點(diǎn)周圍加注密封膠或加裝密封圈套，以防止漏氣和泄漏電解液。

作為優(yōu)選，所述的形變導(dǎo)氣袋在靜止或膨脹狀態(tài)下均全部淹埋在水槽水中，計(jì)量前水面與溢流孔齊平。采用本方法可以比較精確地獲得排出的氣體量值。

作為優(yōu)選，所述的形變導(dǎo)氣袋的膨脹量與實(shí)際電池的出氣量相符。形變導(dǎo)氣袋具有較大范圍的形變能力，良好的伸縮性以及抗腐蝕性，如橡膠、天然乳膠等等。

作為優(yōu)選，所述的溢流孔部位設(shè)有引流水管，引流水管上設(shè)有閥門。

本發(fā)明的有益效果是：對(duì)電池的研究延伸到動(dòng)力電池的過(guò)充等熱失控領(lǐng)域；本方法不依賴電池自身的形變，實(shí)際應(yīng)用能擴(kuò)展到鋁殼、鋼殼等形變量較小的電池類型；實(shí)現(xiàn)了電池內(nèi)壓、瞬時(shí)產(chǎn)氣速度以及總產(chǎn)氣量的檢測(cè)；實(shí)現(xiàn)定量收集氣體，取出后進(jìn)行成分檢測(cè)分析；本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，基本無(wú)輔助損耗，可長(zhǎng)期使用。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1. 電池，2. 注液孔，3. 導(dǎo)氣管，4. 壓力傳感器，5. 防爆罩，6. 氣體流量計(jì)，7. 引氣管，8. 水槽，9. 引流水管，10. 量筒。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。

本實(shí)施例一種測(cè)量電池內(nèi)壓和產(chǎn)氣量的方法，其方案是當(dāng)電池1過(guò)充或過(guò)放引發(fā)電池體系熱失控時(shí)，電池內(nèi)部壓力極劇增加，使用與電池密封連接的導(dǎo)氣管從電池1內(nèi)引出到一個(gè)壓力傳感器4，來(lái)迅速記錄電池1內(nèi)部壓力變化，同時(shí)，從電池1的防爆閥中同樣密封接出引氣管7，引氣管7的尾端裝配一個(gè)形變導(dǎo)氣袋，形變導(dǎo)氣袋整個(gè)完全浸置于水槽8內(nèi)，水槽8上部位具有溢流孔，形變導(dǎo)氣袋內(nèi)聚集氣體的膨脹會(huì)導(dǎo)致水槽內(nèi)水容積變化，即排出氣體量用水量來(lái)表示，把與氣體等量的水容積從溢流孔引到量筒讀出，根據(jù)量筒計(jì)數(shù)確定氣體的體積，結(jié)合氣體密度確定產(chǎn)生的氣體總量。

一種測(cè)量電池內(nèi)壓和產(chǎn)氣量的裝置，如圖1所示，包括水槽8，水槽8上部位設(shè)有溢流孔，水槽8中注有水，水中設(shè)有一個(gè)天然乳膠制的形變導(dǎo)氣袋，形變導(dǎo)氣袋具有較大的形變能力，其膨脹量與實(shí)際電池的出氣量相符；形變導(dǎo)氣袋與引氣管7一端連接，引氣管7的另一端穿過(guò)電池1防爆閥上的一個(gè)防爆罩5出氣孔并深入到電池1內(nèi)，該出氣孔部位加注密封膠，引氣管7為銅管，引氣管7上裝有氣體流量計(jì)6，引氣管7上裝有閥門，通過(guò)氣體流量計(jì)6顯示瞬時(shí)氣體流量。溢流孔上連接一條引流水管9，引流水管9把水注入量筒10，引流水管9上也設(shè)有閥門。在電池1頂蓋上設(shè)有注液帽，注液帽中間開設(shè)一個(gè)注液孔2，設(shè)一銅質(zhì)導(dǎo)氣管3穿過(guò)注液孔2至電池1內(nèi)，導(dǎo)氣管3和注液孔2部位加裝一個(gè)密封圈套，導(dǎo)氣管3端部安裝壓力傳感器4，通過(guò)壓力傳感器4實(shí)時(shí)收集電池化成或儲(chǔ)存過(guò)程中產(chǎn)氣的壓力變化。

工作時(shí)，形變導(dǎo)氣袋在靜止或膨脹狀態(tài)下都要全部淹埋在水槽8水中，計(jì)量前水槽8中的水面與溢流孔齊平，當(dāng)形變導(dǎo)氣袋中進(jìn)入氣體時(shí)，便從溢流孔中流出等量水量。

上述實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的說(shuō)明，不是對(duì)本發(fā)明的限定，任何對(duì)本發(fā)明的簡(jiǎn)單變換后的結(jié)構(gòu)、方法等均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。