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原文传递一种锂离子电池燃烧实验台

专利名称：	一种锂离子电池燃烧实验台
摘要：	本发明公开了一种锂离子电池燃烧实验台，包含燃烧间、稳流段管道、采样段管道、采样孔、气体分析仪、风机、观察窗、门、连接段管道以及支撑件。采用坚固的不锈钢建造燃烧实验间，即使在电池爆炸情形下依然能够保证安全；在燃烧时底部设置进气孔保证氧气供应，同时顶部采用风机排烟，避免了烟气的溢出导致污染实验室或测量不准确；本发明设置的稳流段管道，确保了燃烧烟气的充分混合，保证了测试精度；本发明使用高精度气体分析仪可以非常准确地测量锂离子电池燃烧热，分析锂离子电池燃烧危险性；其次，气体分析仪可以测量锂离子电池燃烧烟气，分析气体产物及毒性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	安徽;34
申请人：	中国科学技术大学
发明人：	王青松;毛斌斌;刘鹏杰;孙金华
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-14T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-25T00:00:00+0800
申请号：	CN201910750189.9
公开号：	CN110376247A
代理机构：	北京科迪生专利代理有限责任公司
代理人：	邓治平;贾玉忠
分类号：	G01N25/32(2006.01);G;G01;G01N;G01N25
申请人地址：	230026 安徽省合肥市包河区金寨路96号
主权项：	1.一种锂离子电池燃烧实验台，其特征在于：包括一个坚固的燃烧间(1)，用于放置电池及加热装置，既起到收集燃烧烟气的作用，又可以阻碍电池爆炸冲击，保护实验人员；同时，燃烧间上设置观察窗(7)和门(8)；还包括一个风机(6)，起到排除烟气，协助采样的作用；还包括至少两段稳流段管道(2)，分别安装在采样段管道(3)的前端和后端，起到稳定管道流，确保采集到的烟气已混合均匀，稳流段管道和采样段管道之间采用连接段管道(9)相连；还包括一个采样段管道(3)，采样管道上至少包括4个以上的采样孔(4)，用于插入热电偶和连接气体分析仪(5)；上述管道应采用底部支撑或吊顶方式的支撑件(10)支撑，确保安全；还至少包括一个气体分析仪(5)，用于抽取燃烧烟气，测量燃烧热释放速率或其他燃烧气体；从而形成可保证实验人员安全、可精确测量燃烧热及气体产物的锂离子电池燃烧实验台。 2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池燃烧实验台，其特征在于：电池及加热装置放置在坚固的燃烧间(1)内，燃烧间(1)与稳流段管道(2)和采样段管道(3)相连，通过风机(6)排除烟气；抽取燃烧烟气通向气体分析仪(5)，测量燃烧热释放速率及烟气种类和浓度。 3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池燃烧实验台，其特征在于：电池及加热装置放置在坚固的燃烧间(1)内，燃烧间上设置观察窗(7)和门(8)，观察窗(7)可用于直接观察内部电池热失控燃烧实验现象，也可以架设摄像机进行拍摄；门(8)则方便操作员的进入，进行电池和加热器布置、导线连接和热电偶粘贴操作；观察窗(7)的设置应遵循观察燃烧间(1)内部无视觉死角的原则，门(8)的高度设置应遵循操作人员稍弯腰即可方便进入的原则。 4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池燃烧实验台，其特征在于：所述的燃烧间(1)应采用框架式结构，使用坚固不锈钢板加工而成，钢板厚度应不小于5mm，起到安全保护的作用。 5.根据权利要求1所述的一种锂离子电池燃烧实验台，其特征在于：稳流段管道(2)的个数至少为两个，沿气体来流方向，在采样段管道(3)的前后均需布置稳流段管道(2)，分别用来保证来流的稳定以及去除后端风机对采样段管道内流体的影响，稳流段管道(2)内部可采用扇叶形式，起到紊流作用。 6.根据权利要求1所述的一种锂离子电池燃烧实验台，其特征在于：采样段管道(3)的布置位置应遵循以下原则：从采样段管道(3)至燃烧间(1)的出气口位置的管道长度应不少于8倍的管道直径(8d)，如直线距离不足以达到要求，可采用弯管道来增加前段长度；从采样段管道(3)至风机(6)位置的管道长度应不小于4倍的管道直径(4d)，亦可采用弯管道来增加后段长度。 7.根据权利要求1所述的一种锂离子电池燃烧实验台，其特征在于：采样段管道(3)上应布置四个及以上的采样孔，其中一个孔用于布置皮托管，用于测量管道内体积流量；两个孔用于布置热电偶测量管道内气体温度；一个孔连接气体分析仪，用去采取管道内烟气；并设置冗余采样孔，用于连接诸如傅里叶变换红外光谱气体分析仪等其他气体探测装置。 8.根据权利要求1所述的一种锂离子电池燃烧实验台，其特征在于：风机(6)布置在管道的末端，并推荐使用离心风机，风机风量应根据实际情况选取，管道内的气体流速为5～10m/s，并依据管道截面面积、气体流速等参数估计风机所需的最小风量。 9.根据权利要求1所述的一种锂离子电池燃烧实验台，其特征在于：上述管道内径与待测的火焰燃烧功率相关，待测的火焰功率越大，则管道内径应越粗，管道内径d(m)与火焰功率Q(kW)之间的推荐公式为式(1)： 10.根据权利要求1所述的一种锂离子电池燃烧实验台，其特征在于：本实验台测量锂离子电池燃烧热释放速率是基于氧消耗原理，其采用的气体分析仪应至少能测量O2、CO2和CO三种气体，购买市场上常见的气体分析仪即可；为保证仪器设备及操作实验人员安全，燃烧间采用落地式，管道或风机需要采用吊顶或落地支撑件支撑，保障安全。
所属类别：	发明专利