一种适用于电池产气研究的模型电池装置
本发明涉及电池测试，尤其涉及一种适用于电池产气研究的模型电池装置。
背景技术：
1、锂离子电池工作过程中在电极/电解质界面上会发生脱锂态正极表面重构释放氧气、电解液分解、固体电解质中间层(sei)的形成与分解都会导致产气。锂离子电池产气是由于电池内部发生了一系列复杂的链式化学反应，而发生的化学反应与电池内部所用材料(正极材料、负极材料、电解液等)的化学性质密切相关。此外，锂离子电池产气行为还受到各种测试条件的影响。而产气会导致电池胀气、变形、热失控及其他安全灾难，对锂离子电池的安全性能造成严重威胁。因此，开展电池产气研究，分析气体成分及含量，在此基础上建立行之有效的评估与控制手段势在必行。近年来，国内外的学术界与产业界就电池产气检测方法已经开展了许多研究，范围涉及从单体到整车系统，内容涵盖电池的产气收集方法、产气量、气体分析、产气特性等多方面。
2、在专利《一种用于原位检测固态电池产气的模拟电池装置》(申请号201911301498.4)中，提供一种用于原位检测固态电池产气的模拟电池装置，包括上壳体、下壳体，以及位于上壳体和下壳体之间的压力调节机构、电池模块、多孔绝缘膜、胶圈和垫片。与非原位气体测试方法相比，该发明提供了一种用于原位检测固态电池产气的模拟电池装置，通过与质谱仪或红外光谱仪等联用，从而实现对固态电池在充放电过程中的产气问题的原位研究。但该专利仅适用于固态电池的产气研究，无法适用于其他类型的电池。
技术实现思路
1、发明目的：针对现有技术无法适用于不同类型电池的缺点，本发明提供一种适用于不同类型电池产气研究的模型电池装置。
2、技术方案：为解决上述问题，本发明采用一种适用于电池产气研究的模型电池装置，包括正极池盖、正极池体、正极垫片、负极外壳、绝缘层、负极垫片、电池模块，所述正极池盖与正极池体对接并共同形成内部空腔，正极池盖上设有正极引线端；负极外壳、绝缘层安装于所述内部空腔内，负极外壳上设有负极引线端，绝缘层夹于正极池体与负极外壳之间，负极外壳呈筒形且上端开放，负极外壳内侧设有绝缘套筒，正极垫片、电池模块、负极垫片从上至下依次层叠安装于绝缘套筒内，正极垫片上设有用于气体流通的孔洞，正极池盖上设有排气孔，所述电池模块的产气通过孔洞、排气孔排出。
3、进一步的，所述正极池盖上设有内螺纹，正极池体上部设有与所述内螺纹匹配的外螺纹，正极池体下部位于正极池盖外，正极池体下部设有一正六角形体。
4、进一步的，还包括设于正极池盖与负极外壳之间的绝缘垫圈，且绝缘垫圈在径向上位于负极外壳与绝缘层之间。
5、进一步的，还包括安装于正极垫片与正极池盖之间的弹簧，所述弹簧用于压紧正极垫片、电池模块和负极垫片。
6、进一步的，所述正极垫片为上端开放的筒形，孔洞设于正极垫片的底面上，弹簧安装于正极垫片底面与正极池盖之间。
7、进一步的，所述排气孔设于正极池盖中心位置。
8、进一步的，所述套筒采用pvc材质。
9、进一步的，所述正极池盖、正极池体、正极垫片、负极外壳、负极垫片为不锈钢材质。
10、进一步的，所述绝缘垫圈为聚乙烯或者聚丙烯材质。
11、进一步的，所述电池模块为固态电池或液态电池，所述固态电池、液态电池均设有正极、负极，所述正极与正极垫片连接，所述负极与负极垫片连接；所述固态电池还包括固体电解质，所述液态电池还包括电解液、位于正极与负极之间的隔膜，所述电解液从孔洞或绝缘套筒内侧滴入并渗入正极、负极、隔膜所在位置。
12、有益效果：本发明相对于现有技术，其显著优点是适用于液态、固态等多种类型的电池，更换不同的电池模块结构即可，提高了模型电池装置的通用性。
技术特征：
1.一种适用于电池产气研究的模型电池装置，其特征在于，包括正极池盖(1)、正极池体(2)、正极垫片(4)、负极外壳(5)、绝缘层(7)、负极垫片(8)、电池模块(13)，所述正极池盖(1)与正极池体(2)对接并共同形成内部空腔，正极池盖(1)上设有正极引线端(3)；负极外壳(5)、绝缘层(7)安装于所述内部空腔内，负极外壳(5)上设有负极引线端(6)，绝缘层(7)夹于正极池体(2)与负极外壳(5)之间，负极外壳(5)呈筒形且上端开放，负极外壳(5)内侧设有绝缘套筒(9)，正极垫片(4)、电池模块(13)、负极垫片(8)从上至下依次层叠安装于绝缘套筒(9)内，正极垫片(4)上设有用于气体流通的孔洞(41)，正极池盖(1)上设有排气孔(12)，所述电池模块(13)的产气通过孔洞(41)、排气孔(12)排出。
2.如权利要求1所述的模型电池装置，其特征在于，所述正极池盖(1)上设有内螺纹，正极池体(2)上部设有与所述内螺纹匹配的外螺纹，正极池体(2)下部位于正极池盖(1)外，正极池体(2)下部设有一正六角形体(21)。
3.如权利要求1所述的模型电池装置，其特征在于，还包括设于正极池盖(1)与负极外壳(5)之间的绝缘垫圈(10)，且绝缘垫圈(10)在径向上位于负极外壳(5)与绝缘层(7)之间。
4.如权利要求1所述的模型电池装置，其特征在于，还包括安装于正极垫片(4)与正极池盖(1)之间的弹簧(11)，所述弹簧(11)用于压紧正极垫片(4)、电池模块(13)和负极垫片(8)。
5.如权利要求4所述的模型电池装置，其特征在于，所述正极垫片(4)为上端开放的筒形，孔洞(41)设于正极垫片(4)的底面上，弹簧(11)安装于正极垫片(4)底面与正极池盖(1)之间。
6.如权利要求1所述的模型电池装置，其特征在于，所述排气孔(12)设于正极池盖(1)中心位置。
7.如权利要求1所述的模型电池装置，其特征在于，所述套筒(9)采用pvc材质。
8.如权利要求1所述的模型电池装置，其特征在于，所述正极池盖(1)、正极池体(2)、正极垫片(4)、负极外壳(5)、负极垫片(8)为不锈钢材质。
9.如权利要求3所述的模型电池装置，其特征在于，所述绝缘垫圈(10)为聚乙烯或者聚丙烯材质。
10.如权利要求1所述的模型电池装置，其特征在于，所述电池模块(13)为固态电池或液态电池，所述固态电池、液态电池均设有正极、负极，所述正极与正极垫片(4)连接，所述负极与负极垫片(8)连接；所述固态电池还包括固体电解质，所述液态电池还包括电解液、位于正极与负极之间的隔膜，所述电解液从孔洞(41)或绝缘套筒(9)内侧滴入并渗入正极、负极、隔膜所在位置。
技术总结
本发明公开了一种适用于电池产气研究的模型电池装置，包括正极池盖、正极池体、正极垫片、负极外壳、绝缘层、负极垫片、电池模块，正极池盖与正极池体对接并共同形成内部空腔，正极池盖上设有正极引线端；负极外壳、绝缘层安装于所述内部空腔内，负极外壳上设有负极引线端，绝缘层夹于正极池体与负极外壳之间，负极外壳呈筒形且上端开放，负极外壳内侧设有绝缘套筒，正极垫片、电池模块、负极垫片从上至下依次层叠安装于绝缘套筒内，正极垫片上设有用于气体流通的孔洞，正极池盖上设有排气孔，电池模块的产气通过孔洞、排气孔排出。本发明适用于液态、固态等多种类型的电池，更换不同的电池模块结构即可，提高了模型电池装置的通用性。
技术研发人员：潘龙,冯胜发,高广阔,袁鹏程
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5