[发明专利]用于检测电池内部气体的设备及方法

说明书

本发明提供了一种用于检测电池内部气体的设备及方法。在所述检测电池内部气体的设备中，电池具有壳体，电池的壳体设置有密封的且与壳体的内部连通的通孔，且电池的壳体的外形在检测电池内部气体时保持固定。所述用于检测电池内部气体的检测设备包括：气体收容装置，内设有气体收容腔；连通装置，用于使气体收容装置的气体收容腔和电池的壳体的通孔受控连通；抽真空装置，受控连通于气体收容装置的气体收容腔，用于对气体收容装置进行抽真空；取气装置，内设置有腔体，腔体的体积可变且能够确定，腔体与气体收容装置的气体收容腔受控连通；以及气压测量装置，受控连通气体收容装置的气体收容腔，用于测量气体收容装置的气体收容腔内的气体的压力。

技术领域

本发明涉及储能器件领域，尤其涉及一种用于检测电池内部气体的设备及方法。

背景技术

目前，以锂离子电池为代表的二次电池属于高能量密度的新型电池，日益成为手机、移动DVD、笔记本电脑等通讯产品上必不可少的电源配件。同时，在当前全球汽车工业面临金融危机和能源环境问题的巨大挑战的情况下，传统汽车产业的战略转型已成必然，发展电动汽车，实现汽车能源动力系统的电气化，成为了国际上广泛共识。锂离子电池作为可循环使用的清洁能源之一，受到了广泛关注。

锂离子电池主要由正极、负极、电解液和隔离膜组成，在其制造及使用过程中，特别是在一些滥用条件及特殊环境下，伴随着一系列化学及电化学反应的发生会产生大量气体。电池内部产气对锂离子电池的容量、寿命及安全性均具有显著影响，因此准确测定电池在生产及使用过程中的产气量及产气成分，对优化电池体系设计，分析电池内部反应机理以及提高锂离子电池在工作过程中的安全性均具有重要意义。

目前有见报道的电池内部气体成分分析方法和装置，多集中在对产气已完成的电池中的气体取样，再送样分析。其中现有的气体取样方法一般为排水集气法，即在水下解剖电池，通过带刻度的、装有水的集气管收集排出的气体。这种方法操作十分不便，准确度与重现性不佳，解剖过程中电池内强腐蚀性物质可能进入水槽，安全性差。对于钢壳电池，也可采用直接用取样针管扎穿电芯的方法对电池内部气体成分取样分析。例如，于2012年12月5日授权公告的中国专利申请公布号为CN202583139U的专利文献公开了一种圆柱形钢壳锂离子电池内部气体的取气装置，在密闭腔体中内置钢针，将电池外壳刺穿取样分析。这种方法虽然简单方便，但是用钢钉扎穿壳体取气的方式伴有较高的内短路安全风险。综上，现有对电池内部产气进行取气的方法均为破坏性取气方式，即取气后的电池不能继续工作，因而无法实现对同一电池多次取气以监控其产气成分在电池工作过程中的变化信息。而目前关于锂离子电池内部产气量的分析均针对具有钢壳结构的电池进行。对于软包锂离子电池，由于其膨胀变形的不规则性以及管路装配的困难性，使得现有定量检测方法及装置并不适用。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于检测电池内部气体的设备及方法，其能对同一电池在不同阶段的产气进行定量检测及取样分析。

本发明的另一目的在于提供一种用于检测电池内部气体的设备及方法，其为非破坏性检测、进行检测后的电池可以继续工作。

为了实现上述目的，在第一方面，本发明提供了一种用于检测电池内部气体的设备，电池具有壳体，电池的壳体设置有密封的且与壳体的内部连通的通孔，且电池的壳体的外形在检测电池内部气体时保持固定。所述用于检测电池内部气体的检测设备包括：气体收容装置，内设有气体收容腔；连通装置，用于使气体收容装置的气体收容腔和电池的壳体的通孔受控连通；抽真空装置，受控连通于气体收容装置的气体收容腔，用于对气体收容装置进行抽真空；取气装置，内设置有腔体，腔体的体积可变且能够确定，腔体与气体收容装置的气体收容腔受控连通；以及气压测量装置，受控连通气体收容装置的气体收容腔，用于测量气体收容装置的气体收容腔内的气体的压力。