測試鋰電池外形影響鋰電池熱傳導的方法
【專利摘要】本發明的目的在于提供一種測試鋰電池外形影響鋰電池熱傳導的方法，將相同質量的氫氧化鋁粉末，作為模擬電池內芯，灌入四個柱體容器內；將干燥的黃沙，裝入一個不銹鋼圓形盒體里，然后進行加熱，加熱時不停翻動，使上下溫度比較均勻；當黃沙的表面溫度溫度到達120℃時，使用較小的火焰保溫，使黃沙表面溫度不再變化；將所述容器埋入黃沙中，使黃沙和所述容器中的氫氧化鋁粉末在一個平面上，并在粉末中央插入DIS溫度傳感器；與現在的產品相比，能夠以一種相對快捷的方式在一定程度上提高高溫鋰電池的性能，十分實用，實現本發明的目的。
【專利說明】測試鋰電池外形影響鋰電池熱傳導的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電源領域，特別涉及一種測試鋰電池外形影響鋰電池熱傳導的方法。
【背景技術】
[0002]人們的日常生活離不開電能，所謂電源(電能之源)，即為借助于某些變化(比如，化學變化、物理變化)，將某種能量(比如，化學能、光能)直接轉換為電能的裝置。
[0003]由化學變化直接將化學能轉換為電能的裝置叫做化學電源(比如，干電池、蓄電池等)。由物理變化直接將光能、熱能轉換為電能的裝置叫做物理電源(比如，太陽能電池、同位素溫差電池等)。
[0004]化學電源習慣上簡稱電池，電池工作過程中，必須具備兩個必要條件:①把化學反應中失去電子和得到電子的過程必需分割在兩個區域中進行(有別于一般的氧化還原反應)電子必須通過外線路做功，(有別于電化學腐蝕中的微電池)。
[0005]隨著科技的發展與進步，鋰電池作為一種新型化學電源，開始得到了廣泛的應用。比如就在日常在生活中，手機、筆記本電腦、電動自行車等，都能看到鋰電池的影子。其具有許多優勢如:由于鋰的(標準電勢較低，使得其所制成的電池的電勢差較大，可以提供較大的電動勢)，其自放電率低，且環境友好，符合我國發展的國策。
[0006]但是在日常生活中，我們發現，常用的鋰電池在高溫條件下會出現異常，由于常規鋰電池的電解質沸點較低，在我們使用的電池背面常有這樣的注意事項:切勿拆開或置于火中、避免放置于過熱環境中(超過60°C)。原來一般的鋰電池在高溫環境下，電解質會產生氣化，造成電池爆裂，發生危險；例如導彈制導、石油勘探等在極惡劣環境就很難工作。
[0007]經過了解，原來在導彈制導、石油勘探領域使用的電池是熱激活電池，而我們日常生活中常見的電池普通電池，兩者之間的本質差別是:普通電池使用的是液態電解質，而熱激活電池使用的是固態電解質。
[0008]目前國內還不能生產高溫鋰電池，高溫鋰電池僅有美國、加拿大等少數國家可以生產，我國主要依靠進口。進口電池價格昂貴，供貨周期長。近年來，不僅石油勘探開采發展快速，而且電子技術大量運用于儀器設備中，對與之配套特種電池的技術要求越來越高，需求量越來越大。
[0009]因此，本發明提供一種測試鋰電池外形影響鋰電池熱傳導的方法，以解決上述現有存在的問題。
【發明內容】
[0010]本發明的目的在于提供一種測試鋰電池外形影響鋰電池熱傳導的方法，解決現有技術中高溫鋰電池外殼影響鋰電池性能的問題。
[0011]為了實現上述目的，本發明的技術方案如下:
[0012]一種測試鋰電池外形影響鋰電池熱傳導的方法，其特征在于，包括一下步驟:[0013]A、將相同質量的氫氧化鋁粉末，作為模擬電池內芯，分別灌入四個體形不同的柱體容器內:正方體容器、長方體容器、圓柱體容器、橢圓體容器；
[0014]B、將干燥的黃沙，裝入一個不銹鋼圓形盒體里，然后進行加熱，加熱時不停翻動，使上下溫度比較均勻。當黃沙的表面溫度溫度到達120°C時，使用較小的火焰保溫，使黃沙表面溫度不再變化；
[0015]C、將所述四個柱體容器埋入黃沙中，并在四個柱體容器內的氫氧化鋁粉末中央插入DIS溫度傳感器；
[0016]D、當測量溫度達到20°C左右時，開始記錄DIS溫度傳感器的數值，記錄過程分為三次，每次用時120秒；
[0017]F、對記錄結果進行分析，得出結論。
[0018]本發明的測試鋰電池外形影響鋰電池熱傳導的方法，能夠以一種相對快捷的方式在一定程度上提高高溫鋰電池的性能，十分實用，實現本發明的目的。
[0019]本發明的特點可參閱本案圖式及以下較好實施方式的詳細說明而獲得清楚地了解。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明的測試鋰電池外形影響鋰電池熱傳導的方法O?120s內溫度/時間變化表；
[0021]圖2為本發明的測試鋰電池外形影響鋰電池熱傳導的方法120?240s內溫度/時間變化表；
[0022]圖3為本發明的測試鋰電池外形影響鋰電池熱傳導的方法240?360s內溫度/時間變化表。
【具體實施方式】
[0023]為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施例進一步闡述本發明。
[0024]首先，高溫鋰電池目前的主流研究方向是以尋找新的電解質，如能夠在較低溫度便可呈液態的熔鹽電解質、尋找電導率較高的熔鹽電解質等。但是改變高溫鋰電池電池外殼形狀卻被忽視，通過改變高溫鋰電池的電池外殼形狀也可以提高高溫鋰電池的性能。
[0025]其次，通過改變高溫鋰電池的形狀，能夠以一種相對快捷的方式在一定程度上提高高溫鋰電池的性能，使其能夠更好地工作。
[0026]目前所用的高溫鋰電池的形狀比較單一，可能無法適應各種各樣環境的要求和考驗，所以從另一方面可以看出改變高溫鋰電池的形狀也是相當必要的。通過本發明，從另一個視角，為改善高溫鋰電池的使用提供了一種可能的條件與方式，這也是本項研究的中心內容。
[0027]眾所周知，熱量的轉遞有三種方式:熱傳導、對流和熱輻射，在實際的過程中，往往幾種方式同時進行的。
[0028]熱傳導:當熱力學系統里各處的溫度不均勻時，熱量從溫度高出傳遞到溫度低處的現象，熱傳導式固體熱傳遞的主要形式，各種物質的熱傳導性能不同，一般金屬都是熱的良導體。玻璃、木材、棉毛制品、羽毛、毛皮、以及液體和氣體都是熱的不良導體。
[0029]對流:流體(氣體或液體)中較熱部分和較冷部分之間通過流體循環流動使溫度區域均勻的過程。對流通常是流體(氣體或液體)熱傳遞的主要方式，氣體的對流線相比液體明顯。對流可分成自然對流和強迫對流兩種。由于溫度不均勻而自然發生的對流叫做自然對流。由于外界的影響，如流體攪拌而形成的對流叫做強迫對流。
[0030]在氣體或液體中，熱傳導過程往往和對流同時發生。
[0031]本發明提供了一種測試鋰電池外形影響鋰電池熱傳導的方法，其發明步驟如下:
[0032]將相同質量的氫氧化鋁粉末，作為模擬電池內芯，灌入四個柱體容器內，放在一邊待用。四個柱體容器分別為正方體容器、長方體容器、圓柱體容器、橢圓體容器。
[0033]將干燥的黃沙，裝入一個不銹鋼圓形盒體里，然后放在煤氣灶上加熱，加熱時不停翻動，使上下溫度比較均勻。當黃沙的表面溫度溫度到達120°C時，使用較小的火焰保溫，使黃沙表面溫度不再變化(以后每換一個柱體，都重復一次，以保證實驗始終在一個相同溫度的環境中進行)。
[0034]當容器被埋入熱黃沙中后，(使黃沙和容器內氫氧化鋁粉末，在一個平面上)，迅速在粉末中央(即容器的幾何中心)，插入DIS溫度傳感器(離粉末上表面2cm，注:粉末深
4cm) ο
[0035]如圖1、圖2和圖3所示，在測量溫度達到20°C左右時，開始記錄。由于DIS測溫軟件時間區間有限，所以，每一次分三次記錄(溫度傳感器并不取出)，所述DIS溫度傳感器在O?120秒間記錄四個柱體DIS溫度傳感器的數值；所述DIS溫度傳感器在120?240秒間記錄四個柱體DIS溫度傳感器的數值；所述DIS溫度傳感器在240?360秒間記錄四個柱體DIS溫度傳感器的數值；每次120秒，共計360秒。
[0036]由于每次記錄間隙(保存溫度-時間曲線)，用時較少(約2.5秒)，全程5秒，而且對于不同樣本，用時幾乎相等，故在以下實驗分析時，這點不再提及。
[0037]以上操作結束后，根據保存在計算機里的數據(曲線圖像)，再作分析，并得出初步結論。
[0038]本發明希望是在實際應用中在現有基礎上縮短高溫鋰電池所用固態電解質轉化為熔融態的時間，而在此過程中，由于是固態電解質，熱傳導是主要的熱傳遞的方式，在實驗中會注意盡可能地使實驗中的熱傳遞方式是熱傳導。
[0039]以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明的范圍內。本發明要求的保護范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。
【權利要求】
1.一種測試鋰電池外形影響鋰電池熱傳導的方法，其特征在于，包括一下步驟: A、將相同質量的氫氧化鋁粉末，作為模擬電池內芯，分別灌入四個體形不同的柱體容器內:正方體容器、長方體容器、圓柱體容器、橢圓體容器； B、將干燥的黃沙，裝入一個不銹鋼圓形盒體里，然后進行加熱，加熱時不停翻動，使上下溫度比較均勻。當黃沙的表面溫度溫度到達120°C時，使用較小的火焰保溫，使黃沙表面溫度不再變化； C、將所述四個柱體容器埋入黃沙中，并在四個柱體容器內的氫氧化鋁粉末中央插入DIS溫度傳感器； D、當測量溫度達到20°C左右時，開始記錄DIS溫度傳感器的數值，記錄過程分為三次，每次用時120秒； F、對記錄結果進行分析，得出結論。
【文檔編號】G01N25/20GK103512915SQ201210214289
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年6月26日 優先權日:2012年6月26日
【發明者】王安田 申請人:上海市建青實驗學校