[发明专利]一种用于电池产气分析的原位色谱分析系统

说明书

本发明涉及一种用于电池产气分析的原位色谱分析系统，包括：电池测试盒，用于容纳被测电池；电池测试系统，用于控制被测电池电化学测试；气体输送装置，其中，载气发生装置的输出端连接第一多通电磁阀的一个进气接口，电池测试盒的两个气体进出接口分别连接第一多通电磁阀和第二多通电磁阀的一路气体进出接口，多路气体定量环支路连接在第一多通电磁阀与第二多通电磁阀之间形成多条并联支路；色谱仪，连接第二多通电磁阀的气体输出接口；控制处理系统，与载气发生装置、电池测试系统、第一多通电磁阀和第二多通电磁阀分别连接，控制载气发生装置的载气流量，并协同电池测试系统的测试参数与第一多通电磁阀和第二多通电磁阀各个接口的开通和关闭。

技术领域

本发明涉及电池测试分析技术领域，尤其涉及一种用于电池产气分析的原位色谱分析系统。

背景技术

能源是推动人类可持续发展的重要源动力之一。电化学储能和转化装置，如电容器、燃料电池、电池等，由于其经济环保优势而吸引了学术界和产业界的广泛关注。

然而，随着能源需求(如电动汽车、大型储能电站等)的不断升级，锂离子电池市场保有率不断增加，随之而来导致电池安全事故频发。而导致电池安全事故的主要来源是电极/电解液界面在循环过程中不稳定，产生大量可燃性气体，如H₂,O₂,CH₄,C₂H₄,CO等。因此，理解和分析电池产气机制从而抑制电池产气，对于电池企业和人民生活至关重要。

目前，电池产气的分析方法分为两种：微分电化学质谱和气相色谱法。尽管微分电化学质谱技术能够原位分析电池产气，具有超高的时间分辨率，但是微分电化学质谱目前只存在于个别实验室并未普及。同时，该技术的进样系统直接耦合现有商业电池具有一定挑战性，多组分气体定量分析较为困难。气相色谱技术普及率高，技术也相对成熟，但是目前技术下，单个测试参数的分析时间就需要约15min左右，难以满足电池原位分析的技术需求。因此，实现气相色谱对电池产气的原位分析装置，是目前本领域人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种用于电池产气分析的原位色谱分析系统，适用于商业电池，如软包电池、柱状电池、硬壳电池等不同类型电池产气的原位分析。通过本发明的原位色谱分析系统，能够实现电池循环不同阶段产气的分别存储，从而色谱仪可以有序测试电池不断阶段产气，将产气与色谱分析在时序上解耦，有效提升色谱分析的效率。本发明原位色谱分析系统的时间分辨率可达秒级。

为此，本发明实施例提供了一种用于电池产气分析的原位色谱分析系统，包括：

电池测试盒，用于容纳被测电池，所述电池测试盒包括气体进出第一接口和气体进出第二接口；

电池测试系统，用于控制所述被测电池充放电的电化学测试；

气体输送装置，包括：载气发生装置、第一多通电磁阀、第二多通电磁阀和多路气体定量环支路；所述载气发生装置的输出端连接第一多通电磁阀的一个进气接口；所述气体进出第一接口连接所述第一多通电磁阀的一路气体进出接口，所述气体进出第二接口连接所述第二多通电磁阀的一路气体进出接口；所述多路气体定量环支路分别连接在第一多通电磁阀与第二多通电磁阀之间，形成多条独立的并联支路；

色谱仪，连接所述第二多通电磁阀的气体输出接口；

控制处理系统，与所述载气发生装置、电池测试系统、第一多通电磁阀和第二多通电磁阀分别连接，控制所述载气发生装置的载气流量，并协同所述电池测试系统的测试条件与所述第一多通电磁阀和第二多通电磁阀的各个接口的开通和关闭。

优选的，所述载气发生装置具体包括：载气源、第一过滤器和流量计；

所述载气源用以对所述原位色谱分析系统提供惰性气体载气；

所述第一过滤器连接所述载气源，对所述惰性气体载气进行过滤；