專(zhuān)利名稱(chēng)：一種模擬鋰離子電池三電極體系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種二次電池電化學(xué)性能測(cè)試裝置，特別涉及一種模擬 鋰離子電池三電極體系。
背景技術(shù)：
為了研究鋰離子電池的電化學(xué)性能，較好的方法是利用待測(cè)鋰離子電池 制成三電極體系來(lái)進(jìn)行性能測(cè)試和分析研究，該三電極體系是通過(guò)在完整的 鋰離子電池中引入鋰金屬參比電極作為第三電極而形成的。通常所用的參比電極材料鋰金屬質(zhì)軟，易氧化，作為參比電極引入電池 內(nèi)部存在一定的操作困難?，F(xiàn)有的引入?yún)⒈入姌O的方法是，在手套箱中直接 將參比電極從開(kāi)有孔的電池蓋板上方插入待測(cè)電池內(nèi)部，參比電極引線從該 孔內(nèi)引出，再用硅膠進(jìn)行固定密封。又由于電池殼體內(nèi)部空間有限，容納一 個(gè)新的鋰金屬參比電極會(huì)減少電池的體積比容量，因而需要將待測(cè)電池的電 芯轉(zhuǎn)移至更大容積的模擬電池殼體中去，再進(jìn)行組裝制作。由于采用了新的 模擬電池殼體，電芯的正負(fù)極極耳必須與新的模擬電池蓋板進(jìn)行焊接固定， 以及新的模擬電池蓋板也需要密封的焊接在模擬電池殼體的開(kāi)口上，這些焊 接過(guò)程均是在手套箱外部進(jìn)行的，這樣電芯難免暴露在空氣中，鋰金屬參比 電極會(huì)接觸空氣中的水分而變質(zhì)，所制作的三電極體系性能將受到影響。以上所述制作方法較復(fù)雜，該三電極體系在組裝過(guò)程中多次采用焊接固 定方式，因而它的組成部件不能被重復(fù)利用，且由于模擬電池蓋板上開(kāi)設(shè)的 用來(lái)插入?yún)⒈入姌O的孔的位置不一致，參比電極的位置無(wú)法固定，因而每次 制作的三電極體系的參比電極一致性差，另外使用硅膠密封模擬電池蓋板的 開(kāi)孔處密封性差，會(huì)出現(xiàn)漏液等情況，這些均會(huì)使得該三電極體系進(jìn)行測(cè)試 后所得的結(jié)果不準(zhǔn)確。發(fā)明內(nèi)容為了克服上述缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種制作方便、密封性好的模擬鋰
離子電池三電極體系，該模擬鋰離子電池三電極體系的組成部件可重復(fù)利 用，且該模擬鋰離子電池三電極體系的參比電極的位置固定一致性好，利用 該模擬鋰離子電池三電極體系進(jìn)行測(cè)試后所得結(jié)果較準(zhǔn)確。 本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種模擬鋰離子電池三電極體系，它設(shè)有一個(gè)具有凹型區(qū)域的模擬電池 底座，該凹型區(qū)域內(nèi)裝盛有電芯和浸沒(méi)該電芯的電解液，該模擬電池底座上 方設(shè)有一個(gè)可拆卸地密封該凹型區(qū)域的模擬電池蓋板，該模擬電池底座上的 一側(cè)設(shè)置有與電芯的正極極耳、負(fù)極極耳分別可拆卸連接的正連接柱、負(fù)連 接柱，該正連接柱、負(fù)連接柱分別與一導(dǎo)出到模擬電池底座外部的正極接線 柱、負(fù)極接線柱相連，該模擬電池底座上開(kāi)設(shè)有一個(gè)與所述凹型區(qū)域相連通 的通孔，該通孔內(nèi)密封地安裝有與凹型區(qū)域內(nèi)的電解液相接觸的參比電極。在上述結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，其中該模擬電池底座的頂面上開(kāi)設(shè)有密封槽，在模擬電池蓋板的底面向下凸 出有與該密封槽形成密封配合的凸塊，該模擬電池底座和模擬電池蓋板兩者 之間還設(shè)置有使得它們配合緊密的緊固螺圈。所述正連接柱、負(fù)連接柱均由導(dǎo)電壓片、導(dǎo)電底片和將該導(dǎo)電壓片壓緊 在導(dǎo)電底片上的螺釘組成，電芯的正極極耳、負(fù)極極耳分別夾在該正連接 柱、負(fù)連接柱的導(dǎo)電壓片和導(dǎo)電底片之間，通過(guò)所述螺釘緊固。所述正連接柱、負(fù)連接柱彼此隔離地嵌入在一絕緣塊內(nèi)，該絕緣塊設(shè)置 在模擬電池底座上的一側(cè)，通過(guò)該絕緣塊使正連接柱、負(fù)連接柱與模擬電池 底座、模擬電池蓋板均絕緣。在所述絕緣塊上位于正連接柱、負(fù)連接柱的位置分別開(kāi)設(shè)一個(gè)與該絕緣 塊的外表面相通的孔，在該孔內(nèi)導(dǎo)出分別與正連接柱、負(fù)連接柱的導(dǎo)電底片 相連的正極接線柱、負(fù)極接線柱，該正極接線柱、負(fù)極接線柱一直導(dǎo)出到模 擬電池底座的外部。所述通孔內(nèi)緊密裝配有參比電極絕緣塊，該參比電極絕緣塊上開(kāi)設(shè)有與 所述凹型區(qū)域相通的參比電極孔，該參比電極孔內(nèi)塞入有以形成參比電極的 金屬鋰，該金屬鋰與一從該參比電極孔內(nèi)引出到模擬電池底座外部的參比接 線柱相連，該參比接線柱上套設(shè)有防止電解液從參比電極孔中漏出的密封所述電芯是平放在凹型區(qū)域內(nèi)的，所述通孔開(kāi)設(shè)在模擬電池底座上位于
該電芯底部的一側(cè)壁上。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于(1)模擬電池蓋板、電芯與 模擬電池底座的裝配均是可拆卸的，這樣使得該模擬電池蓋板和模擬電池底 座可被重復(fù)利用，本實(shí)用新型的模擬電池蓋板和模擬電池底座可與各種型號(hào) 的電芯組裝成模擬鋰離子電池三電極體系；(2)本實(shí)用新型的鋰金屬參比電 極通過(guò)塞入的方式安裝在模擬電池底座的側(cè)壁的一個(gè)通孔內(nèi)，操作簡(jiǎn)單，參 比電極的位置固定一致性好；(3)利用本實(shí)用新型的模擬電池蓋板和模擬電 池底座制作模擬鋰離子電池三電極體系沒(méi)有焊接過(guò)程，可以完全在手套箱中 進(jìn)行，制作方便，密封性好，能保證該模擬鋰離子電池三電極體系的性能；(4)模擬電池蓋板與模擬電池底座之間采用卡扣連接方式密封配合，且還通 過(guò)緊固螺圈使它們配合更緊密，另外所述參比接線柱上套設(shè)有防止電解液從 參比電極孔中漏出的密封圈，本實(shí)用新型整體密封性好，利用本實(shí)用新型進(jìn) 行電化學(xué)性能測(cè)試后所得結(jié)果較準(zhǔn)確。


圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)分解后的側(cè)視剖面圖。 圖2為本實(shí)用新型的模擬電池底座部分的俯視剖面圖。 圖3為本實(shí)用新型的模擬電池蓋板的俯視示意圖。圖4是用來(lái)示意圖1中電芯的正負(fù)極極耳與正負(fù)連接柱的連接方式的局 部放大圖。圖5為利用本實(shí)用新型進(jìn)行放電測(cè)試后所得的曲線圖表。圖6為利用本實(shí)用新型進(jìn)行循環(huán)充放電測(cè)試后所得的曲線圖表。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)說(shuō)明。 請(qǐng)參照?qǐng)D1和圖2， 一種模擬鋰離子電池三電極體系，它包括一個(gè)模擬 電池底座1和一個(gè)模擬電池蓋板2 ，在模擬電池底座1的中間具有長(zhǎng)方形的 凹型區(qū)域3 ，該凹型區(qū)域3內(nèi)裝盛有電芯4和浸沒(méi)該電芯4的電解液(圖中 未標(biāo)記)，模擬電池蓋板2可拆卸地蓋設(shè)在該凹型區(qū)域3的上方，在該模擬 電池底座1的頂面上開(kāi)設(shè)有密封槽7 ，在模擬電池蓋板2的底面向下凸出有 與該密封槽7形成密封配合的凸塊8 ，該模擬電池底座1和模擬電池蓋板2
兩者之間還設(shè)置有使得它們卡扣緊密的緊固螺圈，該緊固螺圈由模擬電池蓋板2上的螺釘孔9 (見(jiàn)圖3所示)和模擬電池底座1上對(duì)應(yīng)位置的螺紋孔17 以及螺釘(圖中未示出)組成，本實(shí)施例中緊固螺圈分布在模擬電池底座1 和模擬電池蓋板2的邊緣四周，模擬電池底座1和模擬電池蓋板2均是由不 銹鋼材料制成的。本實(shí)施例中電芯4是平放在模擬電池底座1的凹型區(qū)域3內(nèi)的，在模擬 電池底座1上位于該電芯4底部的側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有一個(gè)與凹型區(qū)域3相連通的 通孔20，該通孔20內(nèi)緊密裝配有參比電極絕緣塊21，該參比電極絕緣塊21上 開(kāi)設(shè)有與凹型區(qū)域3相連通的參比電極孔23，該參比電極孔23內(nèi)塞入有與凹 型區(qū)域3內(nèi)的電解液相接觸以形成參比電極的金屬鋰22，該金屬鋰22與一從 該參比電極孔23內(nèi)引出到模擬電池底座1外部的參比接線柱24相連，該參比 接線柱24上套設(shè)有防止電解液從參比電極孔23中漏出的密封圈(圖中未示 出)。請(qǐng)參照?qǐng)D2和圖4 ，該模擬電池底座1上位于電芯4頂部的一側(cè)設(shè)置有 與電芯4的正極極耳5、負(fù)極極耳6分別可拆卸連接的正連接柱18、負(fù)連接 柱19，其中，該正連接柱18、負(fù)連接柱19是由導(dǎo)電壓片10、導(dǎo)電底片ll和將 該導(dǎo)電壓片10壓緊在導(dǎo)電底片11上的螺釘12組成，電芯4的正極極耳5、負(fù) 極極耳6分別夾在該正連接柱18、負(fù)連接柱19的導(dǎo)電壓片10和導(dǎo)電底片11之 間，通過(guò)所述螺釘12緊固。該正連接柱18、負(fù)連接柱19彼此隔離地嵌入在絕緣塊13內(nèi)，該絕緣塊13 設(shè)置在模擬電池底座1上位于電芯4頂部的一側(cè)，通過(guò)該絕緣塊13使正連接 柱18、負(fù)連接柱19與模擬電池底座1 、模擬電池蓋板2均絕緣。在該絕緣塊 13上位于正連接柱18、負(fù)連接柱19的位置分別開(kāi)設(shè)一個(gè)與該絕緣塊13的一外 表面相通的孔14，在該孔14內(nèi)導(dǎo)出分別與正連接柱18、負(fù)連接柱19的導(dǎo)電底 片11相連的正極接線柱15、負(fù)極接線柱16，該正極接線柱15、負(fù)極接線柱16 一直引出到模擬電池底座1的外部。利用本實(shí)用新型的模擬電池底座1和模擬電池蓋板2與電芯4組裝模擬 鋰離子三電極電池時(shí)，只需要將金屬鋰22密封地塞入?yún)⒈入姌O孔23中，金屬 鋰22與模擬電池底座1的內(nèi)側(cè)壁面平齊，從參比電極孔23的外面擰進(jìn)參比接 線柱24，然后將從待測(cè)電池中解剖出的電芯4放入凹型區(qū)域3內(nèi)，電芯4的 正極極耳5、負(fù)極極耳6分別與正連接柱18、負(fù)連接柱19連接好，然后在凹
型區(qū)域3內(nèi)注入適量的電解液，該電解液浸沒(méi)電芯4和金屬鋰22，最后將模 擬電池蓋板2與模擬電池底座1卡合扣好，將緊固螺圈上的螺釘扭緊，便完成了本實(shí)用新型的制作。本實(shí)用新型的組裝過(guò)程可以完全在手套箱中完成，操作方便，密封性 好，本實(shí)用新型的模擬電池蓋板2、待測(cè)電池的電芯4與模擬電池底座1的 裝配均是可拆卸的，這樣使得該模擬電池蓋板2和模擬電池底座1可被重復(fù) 利用，該模擬電池蓋板2和模擬電池底座1可與各種型號(hào)的電芯組裝成模擬 鋰離子電池三電極體系。另外本實(shí)用新型在引入?yún)⒈入姌O金屬鋰22時(shí)操作較 簡(jiǎn)單，參比電極的位置固定一致性好，本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)密封性好，能 夠保證三電極體系正常的電化學(xué)性能。利用本實(shí)用新型的模擬鋰離子電池三電極體系進(jìn)行測(cè)試后，該模擬鋰離 子電池三電極體系的放電曲線如圖5所示，該放電曲線說(shuō)明該模擬鋰離子電 池三電極體系性能良好，測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確。該模擬鋰離子電池三電極體系進(jìn)行循環(huán)充放電測(cè)試后所得的曲線圖表如 圖6所示，該模擬鋰離子電池三電極體系循環(huán)測(cè)試50次后容量還剩余94%, 說(shuō)明該模擬鋰離子電池三電極體系性能穩(wěn)定，測(cè)試結(jié)果穩(wěn)定性好。
權(quán)利要求1. 一種模擬鋰離子電池三電極體系，它設(shè)有一個(gè)具有凹型區(qū)域的模擬電 池底座，該凹型區(qū)域內(nèi)裝盛有電芯和浸沒(méi)該電芯的電解液，其特征在于該 模擬電池底座上方設(shè)有一個(gè)可拆卸地密封該凹型區(qū)域的模擬電池蓋板，該模 擬電池底座上的一側(cè)設(shè)置有與電芯的正極極耳、負(fù)極極耳分別可拆卸連接的 正連接柱、負(fù)連接柱，該正連接柱、負(fù)連接柱分別與一導(dǎo)出到模擬電池底座 外部的正極接線柱、負(fù)極接線柱相連，該模擬電池底座上開(kāi)設(shè)有一個(gè)與所述 凹型區(qū)域相連通的通孔，該通孔內(nèi)密封地安裝有與凹型區(qū)域內(nèi)的電解液相接 觸的參比電極。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種模擬鋰離子電池三電極體系，其特征在于 該模擬電池底座的頂面上開(kāi)設(shè)有密封槽，在模擬電池蓋板的底面向下凸出有 與該密封槽形成密封配合的凸塊，該模擬電池底座和模擬電池蓋板兩者之間 還設(shè)置有使得它們配合緊密的緊固螺圈。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種模擬鋰離子電池三電極體系，其特征在于-所述正連接柱、負(fù)連接柱均由導(dǎo)電壓片、導(dǎo)電底片和將該導(dǎo)電壓片壓緊在導(dǎo) 電底片上的螺釘組成，電芯的正極極耳、負(fù)極極耳分別夾在該正連接柱、負(fù) 連接柱的導(dǎo)電壓片和導(dǎo)電底片之間，通過(guò)所述螺釘緊固。
4. 如權(quán)利要求1或3所述的一種模擬鋰離子電池三電極體系，其特征在于所述正連接柱、負(fù)連接柱彼此隔離地嵌入在一絕緣塊內(nèi)，該絕緣塊設(shè)置 在模擬電池底座上的一側(cè)，通過(guò)該絕緣塊使正連接柱、負(fù)連接柱與模擬電池 底座、模擬電池蓋板均絕緣。
5. 如權(quán)利要求4所述的一種模擬鋰離子電池三電極體系，其特征在于 在所述絕緣塊上位于正連接柱、負(fù)連接柱的位置分別開(kāi)設(shè)一個(gè)與該絕緣塊的 外表面相通的孔，在該孔內(nèi)導(dǎo)出分別與正連接柱、負(fù)連接柱的導(dǎo)電底片相連 的正極接線柱、負(fù)極接線柱，該正極接線柱、負(fù)極接線柱一直導(dǎo)出到模擬電 池底座的外部。
6. 如權(quán)利要求1所述的一種模擬鋰離子電池三電極體系，其特征在于-所述通孔內(nèi)緊密裝配有參比電極絕緣塊，該參比電極絕緣塊上開(kāi)設(shè)有與所述 凹型區(qū)域相通的參比電極孔，該參比電極孔內(nèi)塞入有以形成參比電極的金屬 鋰，該金屬鋰與一從該參比電極孔內(nèi)引出到模擬電池底座外部的參比接線柱相連，該參比接線柱上套設(shè)有防止電解液從參比電極孔中漏出的密封圈。
7.如權(quán)利要求1或6所述的一種模擬鋰離子三電極電池，其特征在于-所述電芯是平放在凹型區(qū)域內(nèi)的，所述通孔開(kāi)設(shè)在模擬電池底座上位于該電 芯底部的一側(cè)壁上。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種制作方便、密封性好的模擬鋰離子電池三電極體系，它設(shè)有一個(gè)具有凹型區(qū)域的模擬電池底座，該凹型區(qū)域內(nèi)裝盛有電芯和浸沒(méi)該電芯的電解液，該模擬電池底座上方設(shè)有一個(gè)可拆卸地密封該凹型區(qū)域的模擬電池蓋板，該模擬電池底座上的一側(cè)設(shè)置有與電芯的正、負(fù)極極耳分別可拆卸連接的正、負(fù)連接柱，該正、負(fù)連接柱分別與一導(dǎo)出到模擬電池底座外部的正、負(fù)極接線柱相連，該模擬電池底座上開(kāi)設(shè)有一個(gè)與所述凹型區(qū)域相連通的通孔，該通孔內(nèi)密封地安裝有與凹型區(qū)域內(nèi)的電解液相接觸的參比電極。本實(shí)用新型的組成部件可重復(fù)利用，且本實(shí)用新型的參比電極的位置固定一致性好，利用本實(shí)用新型進(jìn)行測(cè)試后結(jié)果較準(zhǔn)確。
文檔編號(hào)H01M10/38GK201038264SQ20072011976
公開(kāi)日2008年3月19日 申請(qǐng)日期2007年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月25日
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