本實用新型涉及鋰離子電池檢測領域，具體涉及方型鋁殼鋰電池內部產氣在線成分分析裝置。
背景技術：
近年來，隨著新能源技術與市場的發展，鋰離子電池已經成為電動汽車最主要的候選動力電源之一。鋰離子電池在進行充放電或者其他測試過程中會產生大量氣體，氣體產生會引起極片膨脹以及增加電池內阻，從而對電池的循環性能及容量產生非常大的影響，氣體產生的量越多，電池的循環性能就越差，容量快速衰減。
在鋰離子電池中，鋰離子電解液的組成中既包含無機鹽及無機添加劑，另外也含有有機主溶劑及添加劑。有機溶劑包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯等碳酸酯類化合物，微量有機添加劑如甲烷二磺酸亞甲酯、丁二酸酐、氟代碳酸乙烯酯等。常用的碳酸酯溶劑的氧化電壓較高（在4.5-5V 之間），在較高電壓下會被氧化產生包括CO、CO2 以及含有酯鍵及羥基等有機物。同時在低電壓下，會在負極的表面發生分解從而產生烯烴氣體。所產生的氣體會滯留在正負極間，使電池性能急劇下降并還會對電池的安全構成威脅。此外由于如正負極或環境因素使得電池內部水分增加，會導致鋰鹽發生反應生成H；或水分解，生成H2和O2等；由于氣體增多從而導致電池性能的下降以及危及電池的安全性能。因此，實時監測電池內部氣體量及成分能夠指導電池研發及電池設計改進。
通過對于方殼鋰離子電池實時在線地檢測其內部生成氣體，可以分析電池內部電解液分解與不可逆反應發生的機理，同時電解液組成、材料類型、環境溫度、充放電方式及循環次數對于電池內部產氣的作用機理，以便得出對于電池內部產氣的抑制處理手段。因此，提供一種在線產氣收集及分析裝置非常必要。
技術實現要素：
本實用新型的目的是解決上述現有技術的不足，提供一種能夠快速持續分析方型鋁殼鋰離子電池循環過程中產生氣體的含量及氣體主成分的裝置。
本實用新型是通過以下技術方案實現的：
方型鋁殼鋰電池內部產氣在線成分分析裝置，包括取氣針導管、氣體收集腔、真空泵、氣密瓶和氣相色譜儀；所述取氣針導管與待測鋰電池相連通，氣體收集腔通過氣密導管分別與取氣針導管、真空泵和氣密瓶相連通，氣密瓶通過氣密導管與多通閥連接，多通閥通過氣密導管與氣相色譜儀連接；
所述氣體收集腔外部設置有加熱套；所述氣體收集腔與真空泵之間設置有壓力傳感器；所述氣相色譜儀配置有熱導池檢測器；
所述取氣針導管上、氣體收集腔與取氣針導管之間的氣密導管上、壓力傳感器和真空泵之間的氣密導管上、氣體收集腔和氣密瓶之間的氣密導管上以及氣密瓶與多通閥之間的氣密導管上分別設置有氣密閥門。
優選地，所述取氣針導管上的取氣針由金屬鋁構成，且取氣針直徑與待測鋰電池注液口內徑相匹配。
優選地，所述取氣針導管為peek材料，且導管尺寸與氣密導管相匹配。
優選地，所述氣密導管均為peek材料，且接口處均有密封O圈。
優選地，所述氣密閥門由防腐蝕襯氟聚合物構成。
優選地，所述加熱套設置有溫度控制裝置，且溫度控制范圍為20℃-80℃，誤差低于±0.5℃。
優選地，所述氣體收集腔由金屬制成。
優選地，所述壓力傳感器還與后臺電腦相連接。
優選地，所述真空泵為油泵。
優選地，所述氣密瓶為聚四氟乙烯材質，且氣密瓶通過轉接頭與氣密導管相連通。
本實用新型的有益效果在于：
取氣針導管和氣密導管采用peek材料，可防止氣體對導管產生腐蝕；氣密閥門由防腐蝕襯氟聚合物構成，此聚合物能夠確保閥門不被腐蝕性氣體腐蝕，更好地防止漏氣；氣體收集腔由金屬制成可更好地進行熱傳導；壓力傳感器與電腦連接，可記錄腔內氣壓變化，實時監控腔內氣體含量；氣密瓶為聚四氟乙烯材質，此聚合物能夠確保儲氣氣密瓶不被腐蝕性氣體腐蝕，更好地進行儲存；氣密瓶具有氣密閥及轉接頭，轉接頭及氣密閥能夠確保儲氣氣密瓶可隨時更換；多通閥具有轉換性能，可通過手動或機械制動切換閥通路，確保多個流路分別進行測試；可直接連接充放電儀對電池進行各種情況的充放電。
本實用新型與現有技術相比，通過取氣針及時準確收集鋁殼鋰離子電池在各種充放電過程中產生的氣體，并通過氣體收集腔將微量氣體富集，通過多通閥連接氣相色譜儀，可對多個電池進行連續式產氣分析，實現對鋰離子電池充放電過程產氣及電解液失效機理更深層次地研究。
附圖說明
圖1為本實用新型方型鋁殼鋰電池內部產氣在線成分分析裝置的結構示意圖。
附圖標記：0——待測鋰電池；10——取氣針導管；20——氣體收集腔；21——加熱套；22——壓力傳感器；30——真空泵；40——氣密瓶；50——多通閥；60——氣相色譜儀；70——氣密導管；81——氣密閥門a；82——氣密閥門b；83——氣密閥門c；84——氣密閥門d；85——氣密閥門e。
具體實施方式
為更好理解本實用新型，下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步描述，以下實施例僅是對本實用新型進行說明而非對其加以限定。
裝置結構：
如圖1 所示，該產氣在線成分分析裝置包括設置裝有取氣針導管10連接待測鋰電池0，通過氣密導管70連接氣體收集腔20，在氣體收集腔20外部套有一層控溫加熱套21，在氣體收集腔20上接有傳感內部壓力的壓力傳感器22，氣體收集腔20通過氣密導管70與真空泵30進行連接，氣密瓶40上有氣密蓋，通過氣密導管70將氣密瓶40與氣體收集腔20連接，此外氣密瓶40還通過氣密導管70與多通閥50進行連接，多通閥50與氣體分析裝置氣相色譜儀60通過氣密導管70進行連接，取氣針導管10上、氣體收集腔20與取氣針導管10之間的氣密導管70上、壓力傳感器22和真空泵30之間的氣密導管70上、氣體收集腔20和氣密瓶40之間的氣密導管70上以及氣密瓶40與多通閥50之間的氣密導管70上分別設置有氣密閥門。
工作原理：
氣體收集腔20一端連接的壓力傳感器22能實時準確反饋產氣測試裝置內部氣體量的變化，使得該產氣測試裝置能持續監測鋰離子電池充放電過程中產生氣體的量。
如圖1所示，當先打開氣密閥門a 81與氣密閥門b 82，然后關閉氣密閥門c 83和氣密閥門e 84，通過氣體收集腔20上壓力傳感器22進行氣體含量分析；
隨后關閉氣密閥門b 82、氣密閥門d 84及氣密閥門e 85，打開氣密閥門c 83，可通過加熱套21加熱將氣體收集腔20內氣體傳輸至氣密瓶40內進行儲存；
最后將氣密閥門b 82及氣密閥門e 85都關閉，打開氣密閥門c 83和氣密閥門d 84，可通過氣密導管70將氣密瓶40內氣體傳輸至多通閥50和氣相色譜儀60，進行連續氣體分析。
用此產氣測試裝置對鋰離子電池進行產氣測試的步驟如下：
對所需測試的電芯為三元高鎳材料電芯；
在惰性氣體氛圍手套箱(H2O、O2 ＜ 0.1ppm) 中，將鋰離子電池置與取氣導管10連接，使用電池密封膠將接口處密封，并關閉氣密閥門a 81。
將連有壓力傳感器22的氣體收集腔20與待測鋰電池0的電芯相連，關閉氣密閥門a 81及氣密閥門c 83，打開氣密閥門e 85，打開真空泵30，若壓力低至一定程度后保持穩定，證明裝置氣密性完好。
將鋰離子電池充放電測試設備與電池極耳連接，進行充放電測試，記錄下壓力傳感器22的讀數，確定脹氣的量。
關閉氣密閥門b 82及氣密閥門e 85，打開氣密閥門c 83，控制加熱套21溫度加熱至80℃，通過加熱氣體壓力變化將氣體傳輸至氣密瓶40內進行儲存。
關閉氣密閥門c 83，打開氣密閥門d 84，通過多通閥50將氣體傳輸至氣相色譜儀60中，通過氣相色譜-熱導池，確定脹氣主要成分。
通過切換多通閥50，切換不同流路系統與氣相色譜儀60相連接，進而可使一臺氣相色譜與五個該系統連接，進而進行實時產氣成分分析。
該實用新型裝置能夠與市面上能夠購買到的電池充放電儀和氣相色譜儀協同操作以構成鋰離子電池內部產氣在線檢測設備，在循環充放電過程中在線地檢測鋰離子電池內部生成的氣體的組成。
該鋰離子電池內部產氣在線收集裝置和檢測設備制造簡單、成本低廉、結構緊湊，便于批量生產供應給各電池廠商、實驗室等來對鋰離子電池進行質檢、優化和改進。
以上所述實施方式僅僅是對本實用新型的優選實施方式進行描述，并非對本實用新型的范圍進行限定，在不脫離本實用新型設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本實用新型的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本實用新型的權利要求書確定的保護范圍內。