一種鋰離子電池爆炸檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電池安全性能檢檢測(cè)方法，具體涉及一種鋰離子電池爆炸檢測(cè)方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋰離子電池因其具有高工作電壓、高能量密度、高比容量、長(zhǎng)循環(huán)壽命及對(duì)環(huán)境友 好等優(yōu)點(diǎn)而受到了廣泛關(guān)注，成為當(dāng)前最具應(yīng)用前景的儲(chǔ)能技術(shù)之一。鋰離子電池已經(jīng)廣 泛應(yīng)用于小型電器設(shè)備，但安全問題始終沒有得到根本解決。這也成為了制約鋰離子電池 向大型化發(fā)展的阻礙?，F(xiàn)有鋰離子電池技術(shù)體系無(wú)法從本質(zhì)上保證其安全性，在使用過(guò)程 中具有發(fā)生熱失控乃至燃燒、爆炸等安全事故的可能性。
[0003] 現(xiàn)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鋰離子電池的安全性提出了一定要求，鋰離子電池必須滿足過(guò) 充、短路等一系列安全檢測(cè)。通過(guò)檢檢測(cè)鋰離子電池在實(shí)際應(yīng)用中一些相似事故找出誘因， 降低發(fā)生事故的幾率。所以需要提供一種對(duì)于鋰離子電池爆炸的激源與危害的檢測(cè)技術(shù)， 以了解爆炸的過(guò)程和產(chǎn)物，進(jìn)而提高安全性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為確保鋰離子電池的安全性能，本發(fā)明提供了一種鋰離子電池爆炸檢測(cè)方法，檢 測(cè)誘發(fā)鋰離子電池爆炸的激源臨界條件，及其爆炸的過(guò)程和產(chǎn)物。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0006] -種鋰離子電池爆炸檢測(cè)方法，所述檢測(cè)方法包括如下步驟：
[0007] 設(shè)置爆炸激源；
[0008] 布置數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)；
[0009] 確定觸發(fā)方式；
[0010] 誘發(fā)爆炸；
[0011] 數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)。
[0012] 所述收集系統(tǒng)包括：電池安全箱、電池放置臺(tái)、氣體采樣箱、、、恒值檢測(cè)探頭、攝像 機(jī)、顯示器和控制器；所述電池安全箱的進(jìn)風(fēng)口通過(guò)風(fēng)機(jī)閥門與風(fēng)機(jī)相連；所述電池放置 臺(tái)置于電池安全箱內(nèi)，待測(cè)鋰離子電池置于電池放置臺(tái)上，電池放置臺(tái)的上部通過(guò)電池安 全箱與電池安全箱箱體外的激源相連；所述氣體采樣箱通過(guò)采樣閥門與電池燃燒箱相連， 所述實(shí)時(shí)檢測(cè)探頭置于電池燃燒箱內(nèi)的靠近采樣閥門的一側(cè)；所述氣體采樣箱內(nèi)設(shè)有活 塞，活塞與氣體采樣箱的前端部構(gòu)成恒壓室，所述恒值檢測(cè)探頭置于恒壓室內(nèi)的靠近采樣 閥門一側(cè)；所述實(shí)時(shí)檢測(cè)探頭和恒值檢測(cè)探頭分別與控制器相連，所述攝像機(jī)和顯示器分 別與控制器相連。
[0013] 所述實(shí)時(shí)檢測(cè)探頭為六個(gè)傳感器探頭，分別為：C0檢測(cè)探頭、HF檢測(cè)探頭、0)2檢 測(cè)探頭、〇2檢測(cè)探頭和N2檢測(cè)探頭。
[0014] 所述實(shí)時(shí)檢測(cè)探頭還包括溫度傳感器，用于通過(guò)控制器對(duì)電池安全箱的溫度進(jìn)行 檢測(cè)。
[0015] 所述恒值檢測(cè)探頭為五個(gè)恒值檢測(cè)探頭，分別為：C0檢測(cè)探頭、HF檢測(cè)探頭、C02 檢測(cè)探頭、〇2檢測(cè)探頭和N2檢測(cè)探頭。
[0016] 所述恒值檢測(cè)探頭還包括壓力感器，用于通過(guò)控制器對(duì)電池安全箱內(nèi)的壓力進(jìn)行 檢測(cè)。
[0017] 所述實(shí)時(shí)檢測(cè)探頭和所述恒值檢測(cè)探頭將采集的信息經(jīng)過(guò)濾波放大傳輸給控制 器。
[0018] 所述激源是熱激發(fā)、電激發(fā)或機(jī)械激發(fā)；所述熱激發(fā)采用電熱合金以無(wú)明火的方 式加熱，或采用燃料燃燒的明火加熱產(chǎn)生燃燒、爆炸；所述電激發(fā)利用電氣設(shè)備產(chǎn)生電流的 方式使電池產(chǎn)生燃燒、爆炸；所述機(jī)械激發(fā)以機(jī)械方式，使電池發(fā)生變形、破損產(chǎn)生燃燒、爆 炸。
[0019] 所述收集系統(tǒng)的觸發(fā)方式包括手動(dòng)、聲控或光控觸發(fā)。
[0020] 與最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明提供的一種鋰離子電池爆炸檢測(cè)方法的優(yōu)點(diǎn)在于 檢檢測(cè)誘發(fā)鋰離子電池爆炸的激源臨界條件，及爆炸的過(guò)程和產(chǎn)物，進(jìn)而做出有針對(duì)性的 防控，從而大大提高了鋰離子電池的安全性。
【附圖說(shuō)明】
[0021] 圖1為本發(fā)明檢測(cè)方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 本發(fā)明同時(shí)適用于鋰離子電池單體和鋰離子電池組作為檢測(cè)對(duì)象，主要由以下步 驟實(shí)現(xiàn)：
[0023] (1)選擇激源引起鋰離子電池爆炸；激源可以是熱激發(fā)、電激發(fā)或機(jī)械激發(fā)；
[0024] (2)在鋰離子電池表面和周圍布置記錄裝置和產(chǎn)物收集裝置，記錄裝置可以是溫 度傳感器、壓力傳感器或攝像機(jī)，不與鋰離子電池直接接觸的傳感器布置在于攝像機(jī)拍攝 范圍內(nèi)；
[0025] (3)設(shè)置數(shù)據(jù)記錄和產(chǎn)物收集裝置的觸發(fā)方式，可以是手動(dòng)、聲控或光控觸發(fā)；
[0026] (4)激活數(shù)據(jù)記錄和產(chǎn)物收集裝置，啟動(dòng)激源誘發(fā)鋰離子電池爆炸；
[0027] (5)保存數(shù)據(jù)和產(chǎn)物，啟動(dòng)換氣系統(tǒng)，收集剩余產(chǎn)物；
[0028] (6)以溫度、壓力或火焰燃燒狀態(tài)的變化描述鋰離子電池爆炸的現(xiàn)象，根據(jù)熱激 發(fā)、電激發(fā)以及機(jī)械激發(fā)各自觸發(fā)爆炸的時(shí)間評(píng)估以上激源誘發(fā)事故的風(fēng)險(xiǎn)；
[0029] 分析誘發(fā)鋰離子電池爆炸的激源臨界條件，及其爆炸的過(guò)程和產(chǎn)物。
[0030] 爆炸現(xiàn)象評(píng)分表
[0031]
[0032] 根據(jù)各種現(xiàn)象累加得分，3-5分為低危害，5-7分為中危害，7-9分為高危害。
[0033] 實(shí)施案例以過(guò)充電誘發(fā)鋰離子電池爆炸逐步說(shuō)明檢測(cè)檢測(cè)方法。
[0034] (1)將鋰離子電池放置在防爆實(shí)驗(yàn)室的電池爆炸箱內(nèi)，引爆裝置用電纜連接至防 爆實(shí)驗(yàn)室外的充電裝置；
[0035] (2)在鋰離子電池表面和周圍布置溫度傳感器、壓力傳感器和攝像機(jī)，并將溫度傳 感器連接至帶有防爆保護(hù)措施的數(shù)據(jù)記錄儀；以鋰離子電池為圓心布置壓力傳感器；調(diào)節(jié) 攝像機(jī)角度和畫面大小，使鋰離子電池及其周圍lm3的空間位于畫面中心并清晰可見；
[0036] (3)設(shè)置壓力傳感器聲音觸發(fā)，其他傳感器手動(dòng)觸發(fā)；
[0037] (4)激活數(shù)據(jù)記錄裝置，通過(guò)控制器啟動(dòng)引爆裝置直至鋰離子電池爆炸；
[0038] (5)保存數(shù)據(jù)和產(chǎn)物，啟動(dòng)換氣系統(tǒng)，清理殘留物和噴出物；
[0039] (6)以溫度、壓力或火焰燃燒狀態(tài)的變化描述鋰離子電池爆炸的現(xiàn)象。爆炸現(xiàn)象評(píng) 分表。
[0040] (7)變更激源，重復(fù)試驗(yàn)和評(píng)價(jià)過(guò)程，得出其他激源的危害并相互比較得分得到危 害最大的激源。
[0041] 需要聲明的是，本
【發(fā)明內(nèi)容】
及【具體實(shí)施方式】意在證明本發(fā)明所提供技術(shù)方案的實(shí) 際應(yīng)用，不應(yīng)解釋為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明的精神和原理啟 發(fā)下，可作各種修改、等同替換、或改進(jìn)。但這些變更或修改均在申請(qǐng)待批的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鋰離子電池爆炸檢測(cè)方法，其特征在于：所述檢測(cè)方法包括如下步驟： 設(shè)置爆炸激源； 布置數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)； 確定觸發(fā)方式； 誘發(fā)爆炸； 數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)方法，其特征在于：所述收集系統(tǒng)包括：電池安全箱、電 池放置臺(tái)、氣體采樣箱、實(shí)時(shí)檢測(cè)探頭、恒值檢測(cè)探頭、攝像機(jī)、顯示器和控制器；所述電池 安全箱的進(jìn)風(fēng)口通過(guò)風(fēng)機(jī)閥門與風(fēng)機(jī)相連；所述電池放置臺(tái)置于電池安全箱內(nèi)，待測(cè)鋰離 子電池置于電池放置臺(tái)上，電池放置臺(tái)的上部通過(guò)電池安全箱與電池安全箱箱體外的激源 相連；所述氣體采樣箱通過(guò)采樣閥門與電池燃燒箱相連，所述實(shí)時(shí)檢測(cè)探頭置于電池燃燒 箱內(nèi)的靠近采樣閥門的一側(cè)；所述氣體采樣箱內(nèi)設(shè)有活塞，活塞與氣體采樣箱的前端部構(gòu) 成恒壓室，所述恒值檢測(cè)探頭置于恒壓室內(nèi)的靠近采樣閥門一側(cè)；所述實(shí)時(shí)檢測(cè)探頭和恒 值檢測(cè)探頭分別與控制器相連，所述攝像機(jī)和顯示器分別與控制器相連。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的檢測(cè)方法，其特征在于：所述實(shí)時(shí)檢測(cè)探頭為六個(gè)傳感器探 頭，分別為：C0檢測(cè)探頭、HF檢測(cè)探頭、C02檢測(cè)探頭、0 2檢測(cè)探頭和N2檢測(cè)探頭。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的檢測(cè)方法，其特征在于：所述實(shí)時(shí)檢測(cè)探頭還包括溫度傳感 器，用于通過(guò)控制器對(duì)電池安全箱的溫度進(jìn)行檢測(cè)。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的檢測(cè)方法，其特征在于：所述恒值檢測(cè)探頭為五個(gè)恒值檢測(cè) 探頭，分別為：C0檢測(cè)探頭、HF檢測(cè)探頭、C02檢測(cè)探頭、0 2檢測(cè)探頭和N2檢測(cè)探頭。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的檢測(cè)方法，其特征在于：所述恒值檢測(cè)探頭還包括壓力感器， 用于通過(guò)控制器對(duì)電池安全箱內(nèi)的壓力進(jìn)行檢測(cè)。7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的檢測(cè)方法，其特征在于：所述實(shí)時(shí)檢測(cè)探頭和所述恒值檢測(cè) 探頭將采集的信息經(jīng)過(guò)濾波放大傳輸給控制器。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述激源是熱激發(fā)、電激發(fā)或機(jī)械激發(fā)； 所述熱激發(fā)采用電熱合金以無(wú)明火的方式加熱，或采用燃料燃燒的明火加熱產(chǎn)生燃燒、爆 炸；所述電激發(fā)利用電氣設(shè)備產(chǎn)生電流的方式使電池產(chǎn)生燃燒、爆炸；所述機(jī)械激發(fā)以機(jī) 械方式，使電池發(fā)生變形、破損產(chǎn)生燃燒、爆炸。9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述收集系統(tǒng)的觸發(fā)方式包括手動(dòng)、 聲控或光控觸發(fā)。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種鋰離子電池爆炸檢測(cè)方法，檢測(cè)方法包括如下步驟：設(shè)置爆炸激源；布置數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)；確定觸發(fā)方式；誘發(fā)爆炸；數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)。本發(fā)明提供的一種鋰離子電池爆炸檢測(cè)方法的優(yōu)點(diǎn)在于檢測(cè)誘發(fā)鋰離子電池爆炸的激源臨界條件，及爆炸的過(guò)程和產(chǎn)物，進(jìn)而做出有針對(duì)性的防控，從而大大提高了鋰離子電池的安全性。
【IPC分類】G01N25/54
【公開號(hào)】CN105372294
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510685693
【發(fā)明人】李大賀, 楊凱, 高飛, 劉皓, 趙錄興, 王麗娜, 胡晨
【申請(qǐng)人】中國(guó)電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)河北省電力公司
【公開日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2015年10月21日