鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)裝置，包括導(dǎo)熱管和保溫系統(tǒng)；所述導(dǎo)熱管外壁纏繞電阻絲，所述導(dǎo)熱管嵌于保溫系統(tǒng)中，導(dǎo)熱管內(nèi)腔形成鋰離子電池安裝孔用于安裝待測(cè)鋰離子電池，所述導(dǎo)熱管頂端設(shè)有溫度傳感器安裝孔；所述的保溫系統(tǒng)由容器和容器內(nèi)的耐高溫保溫層組成。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理，操作方便，功能多。通過連接不同的輔助裝置，使用該裝置能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)環(huán)境溫度、高溫環(huán)境、充放電倍率、散熱條件等因素對(duì)鋰離子電池?zé)崾Э氐臏y(cè)試。
【專利說明】鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子電池由于其工作電壓高、功率密度和能量密度高、充放電壽命長(zhǎng)、無記憶效應(yīng)、無污染等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用于各類電子元器件中，如筆記本電腦、相機(jī)、手機(jī)等。但是鋰離子電池的安全問題一直是制約其進(jìn)一步發(fā)展的重大難題。電池的安全性問題歸根結(jié)底體現(xiàn)的是溫度問題。任何安全性問題最終導(dǎo)致的結(jié)果就是溫度升高直至失控，出現(xiàn)安全事故。因此，獲取鋰離子電池?zé)崾Э氐臏囟龋A(yù)測(cè)鋰離子電池的熱失控環(huán)境，對(duì)于預(yù)防鋰離子電池?zé)崾Э鼐哂兄匾囊饬x。
[0003]目前，國(guó)內(nèi)外主要通過熱重分析儀、差示掃描量熱儀、加速量熱儀、高溫試驗(yàn)箱研宄鋰離子電池?zé)崾Э氐挠绊懸蛩亍嶂胤治鰞x在程序控制溫度下，能夠準(zhǔn)確地測(cè)量物質(zhì)的質(zhì)量變化及變化的速率，得出溫度與質(zhì)量變化的規(guī)律。差示掃描量熱儀在程序控制溫度下，測(cè)量輸入到試樣和參比物的功率差與溫度的關(guān)系。加速量熱儀可以提供絕熱條件下化學(xué)反應(yīng)的時(shí)間一溫度一壓力數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。以上三種實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)試對(duì)象都是鋰離子電池內(nèi)部的構(gòu)成物質(zhì)，研宄內(nèi)部物質(zhì)的反應(yīng)規(guī)律及其對(duì)鋰離子電池?zé)崾Э氐挠绊?，為鋰離子電池?zé)崾Э匮绣程峁┝死碚摻忉尅６袊?guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研宄院的何鵬林使用高溫試驗(yàn)箱研宄了鋰離子電池?zé)崾Э匾?guī)律，對(duì)鋰電池整體的耐高溫性能進(jìn)行了研宄。
[0004]但是，以上實(shí)驗(yàn)裝置不能夠同時(shí)研宄高溫環(huán)境、充放電倍率、散熱條件等因素對(duì)鋰離子電池?zé)崾Э氐挠绊憽?br>

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的旨在克服上述存在的問題，提供一種鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)裝置，該裝置系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便，制造成本低，使用該裝置能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)高溫環(huán)境、充放電倍率、散熱條件等因素對(duì)鋰離子電池?zé)崾Э氐臏y(cè)試。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0007]一種鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)裝置，包括導(dǎo)熱管和保溫系統(tǒng)；所述導(dǎo)熱管外壁纏繞電阻絲，所述導(dǎo)熱管嵌于保溫系統(tǒng)中，導(dǎo)熱管內(nèi)腔形成鋰離子電池安裝孔用于安裝待測(cè)鋰離子電池，所述導(dǎo)熱管頂端設(shè)有溫度傳感器安裝孔；所述的保溫系統(tǒng)由容器和容器內(nèi)的耐高溫保溫層組成。
[0008]優(yōu)選的，在所述的電阻絲外設(shè)有電阻絲固定裝置，確保電阻絲牢固固定在導(dǎo)熱管外壁。所述的電阻絲固定裝置由耐高溫膠布均勻纏繞在電阻絲外制成。
[0009]優(yōu)選的，所述的電阻絲在導(dǎo)熱管上端設(shè)有電阻絲接入點(diǎn)，在導(dǎo)熱管下端設(shè)有電阻絲接出點(diǎn)。
[0010]優(yōu)選的，所述的導(dǎo)熱管內(nèi)腔底部設(shè)有勾角，所述的導(dǎo)熱管內(nèi)腔的縱切面呈倒凸型，通過勾角防止鋰離子電池的滑落。所述的導(dǎo)熱管內(nèi)徑為18mm，外徑為26mm，高為68mm。所述的勾角的長(zhǎng)為1mm、高為3mm。
[0011]優(yōu)選的，所述的導(dǎo)熱管為銅管。
[0012]所述的溫度傳感器安裝孔的孔徑為2_，便于溫度傳感器直接插入溫度傳感器安裝孔中。所述的溫度傳感器優(yōu)選為熱電偶。
[0013]優(yōu)選的，所述的容器為鐵制柱形容器；所述的耐高溫保溫層的材質(zhì)主要有硅酸鋁纖維毯、巖棉板等。耐高溫保溫材料作為一種絕緣填充物，不同絕緣填充物散熱系數(shù)不一樣，通過改變絕緣填充物的種類，可以研宄不同散熱條件對(duì)鋰離子電池?zé)崾Э氐挠绊憽?br> [0014]根據(jù)鋰離子電池?zé)崾Э氐挠绊懸蛩兀緦?shí)用新型鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)裝置選擇性地和電加熱裝置、充電裝置、放電裝置進(jìn)行連接，通過測(cè)試裝置、數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)進(jìn)行分析和處理，進(jìn)行不同條件(環(huán)境溫度、高溫環(huán)境、充放電倍率、散熱條件)下鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)。所述的測(cè)試裝置包括溫度傳感器；所述的數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)包括Hydra2620A多通道數(shù)據(jù)采集儀和Hydra系列通用信號(hào)分析軟件，采用Hydra2620A多通道數(shù)據(jù)采集儀同步采集數(shù)據(jù)，采用Hydra系列通用信號(hào)分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)和信號(hào)進(jìn)行分析和處理。所述的溫度傳感器安裝在實(shí)驗(yàn)裝置中的溫度傳感器安裝孔中，并與數(shù)據(jù)采集儀連接來采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集儀將數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行分析和處理。溫度傳感器采用熱電偶，用于采集待測(cè)鋰離子電池的溫度。
[0015]所述的電加熱裝置包括直流穩(wěn)壓電源(30V5A)、電導(dǎo)線、電阻絲，所述的直流穩(wěn)壓電源的正負(fù)極與電阻絲的電阻絲接入點(diǎn)和電阻絲接出點(diǎn)分別經(jīng)電導(dǎo)線連接構(gòu)成電加熱裝置，實(shí)現(xiàn)恒定(非恒定)加熱功率條件下鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)。其中，所述的電加熱裝置的直流穩(wěn)壓電源的可調(diào)電壓范圍為O?30V，電流O?5A。
[0016]所述的充電裝置為直流穩(wěn)壓電源(30V50A)，可調(diào)電壓范圍為O?30V，電流O?50A。鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)裝置中放置的待測(cè)鋰離子電池的正負(fù)極分別經(jīng)電導(dǎo)線與直流穩(wěn)壓電源連接，實(shí)現(xiàn)常溫環(huán)境下高倍率充電鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)。在此基礎(chǔ)上，同時(shí)通過電導(dǎo)線連接實(shí)驗(yàn)裝置中電阻絲的電阻絲接入點(diǎn)和電阻絲接出點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)高溫環(huán)境下高倍率充電鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)。
[0017]所述的放電裝置為放電用電阻絲，可調(diào)電阻范圍為O?5Ω。鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)裝置中放置的待測(cè)鋰離子電池的正負(fù)極分別經(jīng)電導(dǎo)線與放電用電阻絲的兩端連接，實(shí)現(xiàn)常溫環(huán)境下高倍率放電鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)。在此基礎(chǔ)上，同時(shí)通過電導(dǎo)線連接鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)裝置的電阻絲接入點(diǎn)和電阻絲接出點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)高溫環(huán)境下高倍率放電鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)。
[0018]實(shí)驗(yàn)前，通過萬能表測(cè)量待測(cè)鋰離子電池的電壓；將本實(shí)用新型鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)裝置與測(cè)試裝置、數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)連接，根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件選擇性地與電加熱裝置、充電裝置、放電裝置連接，檢查各種部件的線路，并確保連接良好。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將待測(cè)鋰離子電池嵌入到鋰離子電池安裝孔中，溫度傳感器嵌入溫度傳感器安裝孔中，打開溫度采集軟件，查看各通道是否處于工作狀態(tài)，等待信號(hào)；然后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件，相應(yīng)地設(shè)定電加熱功率、充電裝置的電流大小、放電裝置的電阻大??；最后，打開數(shù)據(jù)采集軟件開始采集數(shù)據(jù)，由溫度傳感器測(cè)量溫度信號(hào)，并將信號(hào)傳遞給數(shù)據(jù)采集儀，進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、處理和分析。
[0019]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0020]本實(shí)用新型的鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)合理，操作方便，功能多。通過連接不同的輔助裝置，使用該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)境溫度、高溫環(huán)境、充放電倍率、散熱條件等因素對(duì)鋰離子電池?zé)崾Э氐臏y(cè)試:進(jìn)行恒定(非恒定)加熱功率條件下鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)，常溫環(huán)境下高倍率充電(放電)鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)，高溫環(huán)境下高倍率充電(放電)鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)，以及不同散熱條件下鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)裝置通過數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)配合，使用方便，能夠采集精度較高的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并能保證測(cè)試精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本實(shí)用新型鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是本實(shí)用新型鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0023]圖3是本實(shí)用新型鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)裝置中導(dǎo)熱管結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4是本實(shí)用新型鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)裝置中導(dǎo)熱管結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0025]圖中，1-鋰離子電池安裝孔，2-溫度傳感器安裝孔，3-導(dǎo)熱管，4-電阻絲，5-電阻絲固定裝置，6-耐高溫保溫層，7-溫度傳感器，8-容器，9-勾角，10-電阻絲接入點(diǎn)，11-電阻絲接出點(diǎn)。

【具體實(shí)施方式】
[0026]結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步說明。
[0027]參照附圖1-4，一種鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)裝置，包括導(dǎo)熱管3和保溫系統(tǒng)；所述的導(dǎo)熱管3底部設(shè)有勾角9，使導(dǎo)熱管3的縱切面呈倒凸型；所述導(dǎo)熱管3外壁纏繞電阻絲4，所述的電阻絲4在導(dǎo)熱管3上端設(shè)有電阻絲接入點(diǎn)10，在導(dǎo)熱管3下端設(shè)有電阻絲接出點(diǎn)11 ;所述的電阻絲4外均勻纏繞耐高溫膠布形成電阻絲固定裝置5，所述導(dǎo)熱管3嵌于保溫系統(tǒng)中，導(dǎo)熱管3內(nèi)腔形成鋰離子電池安裝孔I用于安裝待測(cè)鋰離子電池，所述導(dǎo)熱管3頂端設(shè)有熱電偶安裝孔2 ;所述的保溫系統(tǒng)由容器8和容器8內(nèi)耐高溫保溫層6組成。其中，所述的導(dǎo)熱管為銅管；所述的導(dǎo)熱管內(nèi)徑為18mm，外徑為26mm，高為68mm ;所述的勾角的長(zhǎng)為1mm、高為3mm。
[0028]所述的溫度傳感器安裝孔的孔徑為2mm。
[0029]所述的容器8為鐵制柱形容器；所述的耐高溫保溫層6的材質(zhì)為硅酸鋁纖維毯或巖棉板。
[0030]本實(shí)施例鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)裝置適用于18650型鋰離子電池的熱失控實(shí)驗(yàn)。
[0031]實(shí)驗(yàn)前，通過萬能表測(cè)量待測(cè)鋰離子電池的電壓；將鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)裝置與測(cè)試裝置、數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)連接，根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件選擇性地與電加熱裝置、充電裝置、放電裝置連接，檢查各種部件的線路，并確保連接良好。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將待測(cè)鋰離子電池嵌入到鋰離子電池安裝孔中，溫度傳感器嵌入溫度傳感器安裝孔中，打開溫度采集軟件，查看各通道是否處于工作狀態(tài)，等待信號(hào)；然后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件，相應(yīng)地設(shè)定電加熱功率、充電裝置的電流大小、放電裝置的電阻大小；最后，打開數(shù)據(jù)采集軟件開始采集數(shù)據(jù)，由溫度傳感器測(cè)量溫度信號(hào)，并將信號(hào)傳遞給數(shù)據(jù)采集儀，進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、處理和分析。即可實(shí)現(xiàn)恒定(非恒定)加熱功率條件下鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)，常溫環(huán)境下高倍率充電(放電)鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)，高溫環(huán)境下高倍率充電(放電)鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)。
[0032]通過更換實(shí)驗(yàn)裝置中耐高溫保溫層的材質(zhì)，可以實(shí)現(xiàn)不同散熱條件下鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)。
[0033] 本實(shí)用新型未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)裝置，其特征在于它包括導(dǎo)熱管和保溫系統(tǒng)；所述導(dǎo)熱管外壁纏繞電阻絲，所述導(dǎo)熱管嵌于保溫系統(tǒng)中，導(dǎo)熱管內(nèi)腔形成鋰離子電池安裝孔用于安裝待測(cè)鋰離子電池，所述導(dǎo)熱管頂端設(shè)有溫度傳感器安裝孔；所述的保溫系統(tǒng)由容器和容器內(nèi)的耐高溫保溫層組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述的電阻絲外設(shè)有電阻絲固定裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述的電阻絲固定裝置由耐高溫膠布均勻纏繞在電阻絲外制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述的電阻絲在導(dǎo)熱管上端設(shè)有電阻絲接入點(diǎn)，在導(dǎo)熱管下端設(shè)有電阻絲接出點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述的導(dǎo)熱管內(nèi)腔底部設(shè)有勾角，所述的導(dǎo)熱管內(nèi)腔的縱切面呈倒凸型。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述的導(dǎo)熱管內(nèi)徑為18mm，外徑為26mm，高為68mm ;所述的勾角的長(zhǎng)為1mm、高為3mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述的導(dǎo)熱管為銅管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述的溫度傳感器安裝孔的孔徑為2mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述的容器為鐵制柱形容器；所述的耐高溫保溫層的材質(zhì)為硅酸鋁纖維毯或巖棉板。
【文檔編號(hào)】G01R31/36GK204203436SQ201420741048
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】王志榮, 羅慶凱, 鄭楊艷, 劉婧婧, 王昊 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué)