[发明专利]用于定量分析电池材料中产生的氧气的装置

说明书

本发明涉及一种用于定量分析电池材料(尤其是阴极材料)中产生的气体(尤其是氧气)的装置，在该装置中，通过在热解器中进一步安装切换阀和采样回路，只用于对产生自固体样品的气体进行定性分析的EGA方法可以用于对当通过热解器在电池材料中施加热量时在特定温度下产生的气体进行定量分析。

技术领域

本申请要求于2017年7月31日提交的韩国专利申请第10-2017-0096955号的优先权权益，其全部公开内容通过引用并入本文。

本发明涉及一种用于定量分析电池材料中产生的气体(尤其是氧气)的装置。

背景技术

锂离子电池在其操作期间产生诸如氢气、氧气、氮气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷等气体组分。已经对这些气体的组成和含量进行了研究，以便为评估电池的热变形和结构变形提供信息。该信息可以用于电池材料的研究和开发、电池制造工艺的优化、电池故障的原因的鉴定等。

为了定量分析电池内产生的气体，需要收集它们。通常，通过使用逸出气体分析质谱(EGA-MS)的方法对固体样品和由该固体样品产生的气体进行定量分析。然而，通过常规EGA方法不能定量分析从电池材料产生的气体，特别是只能通过注入标准气体才可以分析氧气。在文献[Journal of Power Sources 195(2010)5049-5051；Journal of PowerSources 195(2011)2260-2263]中，公开了可以通过程序升温分解质谱法(TPD-MS)定性分析从阴极材料产生的氢气、水和二氧化碳。然而，它没有公开关于通过EGA方法对气体进行定量分析。

韩国专利申请公开第10-2017-0041100号公开了一种用于定量分析从电池产生的气体的气体样品注入装置，其包括开/关阀(切换阀)和气体采样回路(gas samplingloop)。该装置应用气相色谱(GC)分析气体。此外，韩国专利申请公开第10-2012-0010884号公开了通过热解-GC对丙烯腈-丁二烯橡胶组合物中的丙烯腈进行定量分析。这些专利文献没有公开关于通过EGA方法对气体进行定量分析。

本发明人致力于开发一种通过使用EGA方法对从电池材料产生的气体进行定量分析的装置，并发现了在用于将载气供应到热解器中的管线(line)的中间安装端口阀和采样回路，以便将恒量的标准气体注入热解器中，从而允许对当通过热解器将热量施加到电池材料时在特定温度下产生的气体进行定量分析。

发明内容

技术问题

本发明旨在提供一种用于通过EGA对当热解器将热量施加到电池材料时在特定温度下产生的气体进行定量分析的装置。

技术方案

为了实现上述方面，本发明提供了一种用于定量分析气体的装置，包括：

热解器；

管线，所述管线用于将载气供应到所述热解器中；

采样回路，所述采样回路用于收集标准气体；

切换阀，所述切换阀用于将所述采样回路中收集的所述标准气体连同所述载气一起注入所述热解器中；以及

真空泵，所述真空泵用于对所述采样回路进行真空减压，

其中，所述采样回路耦接到所述切换阀，并且所述切换阀通过用于供应所述载气的所述管线耦接到所述热解器，并且

通过所述切换阀和所述采样回路的作用将所述标准气体恒量地传输到所述热解器中，以对当在所述热解器内向电池材料施加热量时在特定温度下产生的气体进行定量分析。

在一个实施例中，在真空减压的所述采样回路中收集所述标准气体，并操作所述切换阀，从而使所述载气流过所述采样回路，并通过用于供应所述载气的所述管线将所述载气和所述采样回路中收集的所述标准气体注入所述热解器中。