DK-BSC 3001系列電池自燃監測系統
概述
目前,由于锂電池内部電化學反應複雜多樣,單體熱失控現象尚無法完全避免,緻使電池自燃事故頻發,锂電池熱失控早期安全檢測十分必要。然而,傳統的溫度、電壓等安全性監測方法難以實現早期預警,而交流阻抗等創新性方法由于成本和準确度問題尚無法商業化應用。氣體監測相對于溫度、電壓、爬電距離等參數具有更短的響應時間。因此,通過産氣現象早期監測锂電池熱安全事件具有重要的預警作用。
熱失控初期,SEI膜反應分解,SEI的分解使負極暴露在電解液中,促使電解液與負極中的锂反應并生成C2H6、C2H4、C2H2等氣體。采用電池熱失控自燃監測系統監測 CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2 、C3H6、C3H8、H2等共性⽓體含量和不同類型锂電池逸出氣體中還可能包含的HCN、HF、HCl、NH3、苯系物等氣體含量,以及溫度、壓力等參數。檢測锂電池熱失控自燃過程中多組分指标⽓體的⽣成規律,爲熱失控早期隐患特征信息的判别提供技術⽀持和理論⽀撐,爲電池自燃火災事故的防治工作提供科學依據。
杜克泰克公司DK-BSC 3001系列電池自燃監測系統,集成紫外吸收光譜、紅外光聲光譜、腔增強吸收光譜、傅裏葉紅外光譜、可調諧半導體吸收光譜、熱導順磁氧等技術,具有測量精度⾼、檢測限低、實時性好、原位在線、⾼效測量等優點,可爲熱失控大樣實驗台和小樣實驗台監測系統,也爲電池自燃消防火災科學等多個方向的科學研究提供實驗條件和提⾼電池安全生産效率。
構成
由痕量級光譜多氣體分析儀主機、采樣氣室/集煙罩、采樣管線、專用分析軟件、多點采樣器(可選)等構成。
紅外光譜技術、可調諧半導體吸收光譜技術、熱導技術、順磁氧技術,擁有脈沖紅外光源,通過窄帶光學濾波片或半導體激光器,形成中紅外區多個光譜波段,用于⽓體分析;超⾼靈敏度基于專利的擁有增強懸臂梁光學⻨克風技術,可通過多種光學窄帶濾波片實現,極窄的光學濾波可去除背景⽓體的幹擾;多個光譜區域可有利于最小的交叉靈敏度。
DKG-MPS多點采樣器可以自由擴展⽓體采樣點,從12通道到64通道,儀器可以适用于微小流量⽓體采樣和⾼溫⽓體工況。通過Win-PC上的應用軟件進⾏配置和控制,并自動存儲數據,爲Excel格式;通過不同的接⼝實現标準的數字或者模拟量輸出。12通道同時采樣的同時,多點采樣單元還可接入12路溫度傳感器和壓力傳感器,測量樣⽓溫度、空⽓溫度、地表溫度、多點采樣單元的工作溫度和⽓壓。
特點優勢
可測量 300 多種⽓體,比如CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2 、C3H6、C3H8、H2、HCN、HF、HCl、NH3、SO2、苯系物等;
ppb,sub-ppm 級的檢測限;
采樣氣室/集煙罩、多點采樣器、采樣管線、監控微機、紫外吸收光譜氣體分析傳感器、光聲光譜多⽓體分析傳感器、傅裏葉紅外氣體分析傳感器、腔增強氣體分析傳感器、可調諧半導體吸收光譜氣體分析傳感器、熱導/順磁氧氣體傳感器、輸出設備、系統軟件等組成;
主要功能
a)利用數據庫分析某⼀監測點⽓體含量在⼀段時間内變化情況的功能;
b)熱失控自燃火災預報功能:通過檢測锂電池周圍特征氣體及溫度變化情況建立熱失控噴發氣體火災三角形,及時準确地進⾏熱失控危險程度判别;
c)曆史數據查詢功能:系統數據保存十年以上。爲防滅火提供各種數據;
d)自動控制功能:具有24小時在線監測功能,并實現聯網監測功能,企業内部人員的電腦上均能 安裝系統,且具有實時查看功能;
e)系統輸出功能⻬全:⽓體采樣控制櫃可對60個采樣點自動巡回采樣,可對⽓體進⾏濃度分 析,分析數據由計算機存儲,并計算有關參數,發出自燃發火報警;
f)具有報表、曲線、儲存、打印功能。能提供檢測日報、月報、檢測譜圖報表、⽓體含量變化 趨勢報表等;
g)具有設定⽓體含量超限自動報警,流量顯⽰及自動調節功能;
h)具有聯網功能,實現分析數據的共享,便于調度人員對锂電池狀态及熱失控風險情況進⾏直 接監測,可⼿機端APP監測、可遠程web頁面訪問;
測量量程: (溫度:-5~+100℃ 壓力:0~1000KPa)
⼀氧化碳CO | 0~1% | 二氧化碳CO2 | 0~5% |
甲烷 CH4 | 0~50% | 乙烯C2H4 | 0~1% |
乙烷C2H6 | 0~1% | 乙炔 C2H2 | 0~1% |
丙烯C3H6 | 0~1% | 丙烷 C3H8 | 0~1% |
氰化氫 HCN | 0~1% | 二氧化硫 SO2 | 0~1% |
氯化氫HCl | 0~1% | 氟化氫HF | 0~1% |
苯系物 | 0~1% | 氨氣NH3 | 0~1% |
水 | 0~1% | 氫氣 H2 | 0~1000ppm |
⽓體檢測限
⼀氧化碳CO | 1ppm | 二氧化碳 CO2 | 5ppm |
甲烷CH4 | 0.1ppm | 乙烯C2H4 | 0.1ppm |
乙烷C2H6 | 0.1ppm | 乙炔 C2H2 | 0.1ppm |
丙烯C3H6 | 0.1ppm | 丙烷 C3H8 | 0.1ppm |
氰化氫 HCN | 0.1ppm | 二氧化硫SO2 | 0.1ppm |
氯化氫HCl | 0.1ppm | 氟化氫HF | 0.1ppm |
苯系物 | 0.1ppm | 氨氣NH3 | 0.1ppm |
水H2O | 10ppm | 氫氣H2 | 0.5ppm |