專(zhuān)利名稱(chēng)：一種鋰離子電池用三電極體系模擬電池裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于鋰離子電池領(lǐng)域，涉及一種鋰離子電池用三電極體系模擬電池裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著便攜式電子設(shè)備、電動(dòng)汽車(chē)的蓬勃發(fā)展，對(duì)移動(dòng)電源特別是高性能移動(dòng)電 源的需求也越來(lái)越迫切。電源系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與利用已成為這些領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)瓶頸突破的關(guān)鍵技術(shù)之 一。與其他傳統(tǒng)的鎳氫、鎳鉻等二次電池相比，鋰離子電池具有工作電壓高、能量密度高、 循環(huán)性能好等優(yōu)點(diǎn)成為移動(dòng)終端的高端儲(chǔ)能備選系統(tǒng)。
目前，鋰離子電池性能的提高依賴于電池制造工藝的提高、新電極材料的開(kāi)發(fā)與改進(jìn)。 其中，對(duì)新電極材料、電池體系的電化學(xué)性能的測(cè)試與評(píng)價(jià)是目前鋰離子電池進(jìn)一歩提高性 能、進(jìn)行技術(shù)改造的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。 一般地，目前對(duì)新材料體系的初歩評(píng)價(jià)主要基于兩電極 的模擬電池。這種兩電極體系對(duì)于精確評(píng)價(jià)電池電極體系的本征電化學(xué)過(guò)程存在或多或少的 偏差，特別是對(duì)于微小電極參數(shù)偏差比較敏感的一類(lèi)電化學(xué)測(cè)試，如線性掃描、交流阻抗、 漏電流測(cè)試等。因此，如何簡(jiǎn)單而又有效地得到這類(lèi)電極材料的本征電化學(xué)性能，對(duì)電極材 料的進(jìn)一步調(diào)整與改進(jìn)有著重要影響。精確測(cè)量電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的參數(shù)， 一般采用三電極體 系。而鋰離子電池體系的對(duì)水及氧化性氣氛的特殊敏感性又決定了其不能也不宜采用普通的 三電極體系，而需要采用全密封結(jié)構(gòu)的不漏水、不漏氣的三電極體系。簡(jiǎn)單而又有效地確定 三個(gè)電極的空間位置、并且在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)不漏水、不漏氣的、實(shí)現(xiàn)普通大氣環(huán)境下方便測(cè) 試目的成為三電極裝置設(shè)計(jì)的幾個(gè)最為重要的要素。鋰離子電池參比電極一般采用鋰片，這 種特殊的參比電極也決定了在鋰離子電池三電極體系中對(duì)參比電極的形狀和位置可采用更加 靈活、但也更加謹(jǐn)慎的方式進(jìn)行安置，使參比電極對(duì)工作電極的電場(chǎng)分布的影響較小。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種定位簡(jiǎn)單工作電極、參比電極、對(duì)電極的相對(duì)位置固定、 在結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)密封(不漏液、不漏氣)的鋰離子電池三電極體系模擬電池裝置，滿足對(duì)電化學(xué) 過(guò)程中各參數(shù)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)試的目的。該裝置使用非常簡(jiǎn)單，工作電極、對(duì)電極、參比電極相 對(duì)位置固定，不用繁雜的尺寸定位方法即可實(shí)現(xiàn)工作電極與對(duì)電極之間的緊封裝。
本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn) 一種鋰離子電池用三電極體系模擬電池裝置，包括圓柱形容置空腔1和圓柱形活塞2兩個(gè)主體部分，圓柱形容置空腔1為一個(gè)圓柱體，呈 一端封閉的圓柱形空腔結(jié)構(gòu)，在圓柱形容置空腔1的底端貫通有工作電極極柱3和參比電極 極柱4;工作電極極柱3 —端的端面與圓柱形容置空腔1的內(nèi)部空腔底部在一個(gè)平面上，參 比電極極柱4的一端延伸至圓柱形容置空腔1的內(nèi)部空腔，但略低于圓柱形容置空腔1的內(nèi) 部空腔的底面，以預(yù)留出參比電極鋰片的位置；工作電極極柱3和參比電極極柱4的另一端
則均延伸至圓柱形容置空腔1外部，可以直接與外電路通過(guò)夾具相連，實(shí)現(xiàn)電流通路；圓柱
形容置空腔1的側(cè)壁上開(kāi)有電解液的通道5，電解液的通道5與圓柱形容置空腔1的內(nèi)腔直 接貫通，電解液的通道5在工作時(shí)，由一個(gè)與器壁能夠緊接觸的電解液通道活塞6蓋上，阻
隔外界的空氣，圓柱形活塞2為一個(gè)圓柱體活塞，為實(shí)體結(jié)構(gòu)；可插入圓柱形容置空腔l的 空腔中，并與圓柱形容置空腔1的空腔內(nèi)壁實(shí)現(xiàn)緊密接觸，達(dá)到不漏氣、不漏液的效果；在 圓柱形活塞2的內(nèi)部貫通有一個(gè)不銹鋼材質(zhì)的對(duì)電極極柱7，對(duì)電極極柱7嵌入并貫穿于圓 柱形活塞2的上圓柱面與下圓柱面，對(duì)電極極柱7的一端與圓柱形活塞2的內(nèi)空腔底面保持 在一個(gè)平面上，另一端則延伸至圓柱形活塞2的外部，可直接與外電路通過(guò)夾具相連，實(shí)現(xiàn) 電流通路。為保證密封效果，圓柱形活塞2的柱體上裝配有密封圈8。以達(dá)到圓柱形容置空 腔1和圓柱形活塞2之間密封和固定位置的雙重作用。所述的圓柱形容置空腔1和圓柱形活 塞2材料為聚四氟乙烯。埋入聚四氟乙烯內(nèi)的部分為圓柱形，該材料對(duì)鋰離子電解液體系具 有良好的耐蝕性能。工作電極極柱3和對(duì)電極極柱7在電芯工作區(qū)域一側(cè)的柱面均與所在的 容置空腔的內(nèi)底面保持水平。以保證不同尺寸的極片在裝入該工作區(qū)域內(nèi)的保持平整，并與 極柱實(shí)現(xiàn)良好的電接觸。工作電極極柱3、參比電極極柱4和電極極柱7為不銹鋼材質(zhì)。參 比電極極柱4在電芯工作區(qū)域一側(cè)的柱面低于容置空腔內(nèi)底面0. 7毫米，參比電極為0. 2毫 米厚的鋰片，并與參比電極極柱4直徑相等。
本實(shí)用新型的有益效果是，操作簡(jiǎn)單，對(duì)電極、工作電極、參比電極均具有相對(duì)固定的 空間位置，具有優(yōu)良的可重復(fù)操作性與結(jié)果的可重現(xiàn)性，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電極體系進(jìn)行較為精確 的電化學(xué)參數(shù)的測(cè)定?；钊降拿芊庠O(shè)計(jì)可適用于各種極片厚度的電化學(xué)測(cè)試。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

圖1為本實(shí)用新型的剖面裝配示意圖 圖2為本實(shí)用新型的分解部件示意圖附圖中1、圓柱形容置空腔，2、圓柱形活塞，3、工作電極極柱，4、參比電極極柱，5、 電解液通道，6、電解液通道的活塞，7、對(duì)電極極柱，8、密封圈。
具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型包括圓柱形容置空腔1和圓柱形活塞2兩個(gè)主體部分，圓柱形容置空腔1為 一個(gè)圓柱體，呈一端封閉的圓柱形空腔結(jié)構(gòu)，在圓柱形容置空腔1的底端貫通有工作電極極 柱3和參比電極極柱4;工作電極極柱3 —端的端面與圓柱形容置空腔1的內(nèi)部空腔底部在 一個(gè)平面上，參比電極極柱4的一端延伸至圓柱形容置空腔1的內(nèi)部空腔，但略低于圓柱形 容置空腔l的內(nèi)部空腔的底面，以預(yù)留出參比電極鋰片的位置；工作電極極柱3和參比電極 極柱4的另一端則均延伸至圓柱形容置空腔1外部，與外電路通過(guò)夾具相連，實(shí)現(xiàn)電流通路； 圓柱形容置空腔1的側(cè)壁上開(kāi)有電解液的通道5，電解液的通道5與圓柱形容置空腔1的內(nèi) 腔直接貫通，電解液的通道5在工作時(shí)，由一個(gè)與器壁能夠緊接觸的電解液通道活塞6蓋上， 阻隔外界的空氣，圓柱形活塞2為一個(gè)圓柱體活塞，為實(shí)體結(jié)構(gòu)；可插入圓柱形容置空腔1 的空腔中，并與圓柱形容置空腔1的空腔內(nèi)壁實(shí)現(xiàn)緊密接觸，達(dá)到不漏氣、不漏液的效果； 在圓柱形活塞2的內(nèi)部貫通有一個(gè)不銹鋼材質(zhì)的對(duì)電極極柱7，對(duì)電極極柱7嵌入并貫穿于 圓柱形活塞2的上圓柱面與下圓柱面，對(duì)電極極柱7的一端與圓柱形活塞2的內(nèi)空腔底面保 持在一個(gè)平面上，另一端則延伸至圓柱形活塞2的外部，與外電路通過(guò)夾具相連。圓柱形活 塞2的柱體上裝配有密封圈8。以達(dá)到圓柱形容置空腔1和圓柱形活塞2之間密封和固定位 置的雙重作用。所述的圓柱形容置空腔1和圓柱形活塞2材料為聚四氟乙烯。埋入聚四氟乙 烯內(nèi)的部分為圓柱形，該材料對(duì)鋰離子電解液體系具有良好的耐蝕性能。工作電極極柱3和 對(duì)電極極柱7在電芯工作區(qū)域一側(cè)的柱面均與所在的容置空腔的內(nèi)底面保持水平。以保證不 同尺寸的極片在裝入該工作區(qū)域內(nèi)的保持平整，并與極柱實(shí)現(xiàn)良好的電接觸。工作電極極柱 3、參比電極極柱4和電極極柱7為不銹鋼材質(zhì)。參比電極極柱4在電芯工作區(qū)域一側(cè)的柱面 低于容置空腔內(nèi)底面0.7毫米，參比電極為0.2毫米厚的鋰片，并與參比電極極柱4直徑相 等。該參比電極與工作電極之間需放置一片隔膜以保證兩者之間的電絕緣。
權(quán)利要求1、一種鋰離子電池用三電極體系模擬電池裝置，其特征在于，包括圓柱形容置空腔(1)和圓柱形活塞(2)，圓柱形容置空腔(1)為一個(gè)圓柱體，呈一端封閉的圓柱形空腔結(jié)構(gòu)，在圓柱形容置空腔(1)的底端貫通有工作電極極柱(3)和參比電極極柱(4)；工作電極極柱(3)一端的端面與圓柱形容置空腔(1)的內(nèi)部空腔底部在一個(gè)平面上，參比電極極柱(4)的一端延伸至圓柱形容置空腔(1)的內(nèi)部空腔，但略低于圓柱形容置空腔(1)的內(nèi)部空腔的底面，以預(yù)留出參比電極鋰片的位置；工作電極極柱(3)和參比電極極柱(4)的另一端則均延伸至圓柱形容置空腔(1)外部，可以直接與外電路通過(guò)夾具相連，實(shí)現(xiàn)電流通路；圓柱形容置空腔(1)的側(cè)壁上開(kāi)有電解液的通道(5)，電解液的通道(5)與圓柱形容置空腔(1)的內(nèi)腔直接貫通，電解液的通道(5)在工作時(shí)，由一個(gè)與器壁能夠緊接觸的電解液通道活塞(6)蓋上，圓柱形活塞(2)為一個(gè)圓柱體活塞，為實(shí)體結(jié)構(gòu)；可插入圓柱形容置空腔(1)的空腔中，并與圓柱形容置空腔(1)的空腔內(nèi)壁實(shí)現(xiàn)緊密接觸；在圓柱形活塞(2)的內(nèi)部貫通有一個(gè)不銹鋼材質(zhì)的對(duì)電極極柱(7)，對(duì)電極極柱(7)嵌入并貫穿于圓柱形活塞(2)的上圓柱面與下圓柱面，對(duì)電極極柱(7)的一端與圓柱形活塞(2)的內(nèi)空腔底面保持在一個(gè)平面上，另一端則延伸至圓柱形活塞(2)的外部，可直接與外電路通過(guò)夾具相連，實(shí)現(xiàn)電流通路；圓柱形活塞(2)的柱體上裝配有密封圈(8)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種鋰離子電池用三電極體系模擬電池裝置，其特征在于，所 述的工作電極極柱(3)和對(duì)電極極柱(7)在電芯工作區(qū)域一側(cè)的柱面均與所在的容置空腔 的內(nèi)底面保持水平。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種鋰離子電池用三電極體系模擬電池裝置，其特征在于，所 述的參比電極極柱(4)在電芯工作區(qū)域一側(cè)的柱面低于容置空腔內(nèi)底面0.7毫米，參比電極 為0.2毫米厚的鋰片，并與參比電極極柱(4)直徑相等。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及涉及鋰離子電池用三電極體系模擬電池裝置，包括圓柱形容置空腔和圓柱形活塞兩個(gè)主體部分，在圓柱形容置空腔的底端貫通有工作電極極柱和參比電極極柱；工作電極極柱和參比電極極柱一端均延伸至外部，可以直接與外電路通過(guò)夾具相連，在圓柱形活塞的內(nèi)部貫通有一個(gè)不銹鋼材質(zhì)的對(duì)電極極柱，對(duì)電極極柱嵌入并貫穿于圓柱形活塞的上圓柱面與下圓柱面，對(duì)電極極柱的一端與圓柱形活塞的內(nèi)空腔底面保持在一個(gè)平面上，另一端則延伸至圓柱形活塞的外部，可直接與外電路通過(guò)夾具相連。本實(shí)用新型的有益效果是，操作十分簡(jiǎn)單，對(duì)電具有優(yōu)良的可重復(fù)操作性與結(jié)果的可重現(xiàn)性，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電極體系進(jìn)行較為精確的電化學(xué)參數(shù)的測(cè)定。
文檔編號(hào)G01R31/36GK201348657SQ20082023926
公開(kāi)日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2008年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者莎 劉, 文鐘晟 申請(qǐng)人:大連海事大學(xué)