專利名稱：電化學(xué)測量試驗電池裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于電化學(xué)測量的試驗電池裝置。尤其是涉及一種適用于測量在非水體系中工作的電池(如鋰電池)的電化學(xué)測量試驗電池裝置。
試驗電池裝置是一種電化學(xué)研究測試中常用的裝置。例如在電池材料的研究中，使用試驗電池裝置將正極材料、負極材料和電解質(zhì)隔膜材料構(gòu)成試驗電池，測量電池材料的種種性能，如充放電容量、充放電循環(huán)、固體聚合物電解質(zhì)的電導(dǎo)率等。例如，當(dāng)需要測量聚合物電池的離子導(dǎo)電聚合物電解質(zhì)的電導(dǎo)率時，通常將離子導(dǎo)電電解質(zhì)隔膜材料置于兩片電極中間構(gòu)成試驗電池，然后測定交流阻抗，再由電極面積、電極之間的距離計算出材料的電導(dǎo)率。
但是，對在非水體系中工作的電池(如鋰離子電池)進行測量卻要復(fù)雜得多。在非水體系中工作的電池必須保持在于燥環(huán)境下進行充放電和測量。以前都需要在干燥器或干燥手套箱內(nèi)用電極片夾住電解質(zhì)隔膜材料來構(gòu)成電池，然后引出導(dǎo)線進行測量。這樣，在整個測量過程中，由電極片和電解質(zhì)隔膜材料構(gòu)成的電池必須始終保持在干燥器或干燥手套箱內(nèi)，而測量時測量儀器就必須與干燥器或干燥手套箱放置在一起，給操作帶來許多不便，而且不能充分地利用各種儀器。
于是，人們開始研制用于進行電化學(xué)測量的試驗電池裝置。這些電池試驗裝置可以在電池裝配結(jié)束后從干燥器或干燥手套箱中取出進行測量，能夠保持待測電池內(nèi)部的密封性，并由此解決了測量時測量儀器必須與干燥器或干燥手套箱放置在一起的問題。但是它們的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，操作相當(dāng)不方便，而且成本較高。
因此，本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉且操作方便的電化學(xué)測量試驗電池裝置。
本實用新型的目的是通過一種電化學(xué)測量試驗電池裝置來實現(xiàn)的，它包括第一絕緣外殼；與第一絕緣外殼相接合的第二絕緣外殼；設(shè)置于第一絕緣外殼上的第一電極；設(shè)置于第二絕緣外殼上的第二電極；位于所述第一電極和第二電極之間的電極片；位于所述第一電極和電極片之間、與這兩者電連接的導(dǎo)電性彈性裝置；夾設(shè)在所述第一電極和第二絕緣外殼之間的第一密封體；夾設(shè)在所述第二電極和第二絕緣外殼之間的第二密封體；在所述電極片和第二電極之間留有供放置待測電池的空間。
其中，第一絕緣外殼可以通過螺紋嚙合與第二絕緣外殼相接合；或者兩個外殼之間的接合是卡入式接合。
在較好的本實用新型電化學(xué)測量試驗電池裝置中，設(shè)置于第一絕緣外殼上的第一電極從第一絕緣外殼中向外伸出，設(shè)置于第二絕緣外殼上的第二電極從第二絕緣外殼中向外伸出。第一電極和第二電極伸出絕緣外殼的部分還可以按照測量儀器輸入端接頭的形狀加工成便于與之相連接的任何形狀。
在較佳的本實用新型電化學(xué)測量試驗電池裝置中，所述導(dǎo)電性彈性裝置是由導(dǎo)電性材料制得的彈簧。該彈簧與第一電極和電極片之間的位置固定和電連接是通過第一電極和電極片上的凸起或凹坑來實現(xiàn)的。
本實用新型提供的電化學(xué)測量試驗電池裝置結(jié)構(gòu)非常簡單，操作十分方便，而且價格低廉。通過使用該裝置能夠簡單迅速地裝配待測電池，并且方便靈活地進行電化學(xué)測量，而無需將待測電池在整個測量過程中都保持在于燥器或干燥手套箱內(nèi)，與測量儀器放置在一起進行測量。同時，本實用新型的電化學(xué)測量試驗電池裝置還能夠保證待測電池內(nèi)部發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的電池工作區(qū)域與外界隔絕的高度密封性。
以下結(jié)合一個較佳實施例及其附圖來描述本實用新型。


圖1是本實用新型的電化學(xué)測量試驗電池裝置的一個實施例的示意圖。
本實用新型的電化學(xué)測量試驗電池裝置的一個實施例如圖1所示，它包括第一絕緣外殼1；與第一絕緣外殼1相接合的第二絕緣外殼9；設(shè)置于第一絕緣外殼1上的第一電極2；設(shè)置于第二絕緣外殼9上的第二電極7；位于所述第一電極2和第二電極7之間的電極片5；位于所述第一電極2和電極片5之間、與這兩者電連接的導(dǎo)電性彈性裝置3；夾設(shè)在所述第一電極2和第二絕緣外殼9之間的第一密封體4；夾設(shè)在所述第二電極7和第二絕緣外殼9之間的第二密封體8；在所述電極片5和第二電極7之間留有供放置待測電池的空間6。
在本實施例中，第一絕緣外殼和第二絕緣外殼均由絕緣材料制得，能夠保證正電極和負電極之間的絕緣隔離。絕緣外殼的材料較好的是對于待測電池中的化學(xué)反應(yīng)和化學(xué)物質(zhì)是惰性的(如尼龍或聚四氟乙烯等材料)，以延長其使用壽命。
本實施例中的第一絕緣外殼1和第二絕緣外殼9是通過螺紋嚙合來進行緊密裝配以使兩者接合的。這便于電池的組裝，不必象制備鈕扣式電池那樣需要專用封口模具和沖壓設(shè)備，而且還便于拆卸，進行反復(fù)使用。同時螺紋嚙合能緊密地裝配兩個外殼，有利于保持待測電池內(nèi)部與外界隔絕的密封性。當(dāng)然，接合還可以是其它任何本領(lǐng)域技術(shù)人員常用的方式，例如卡入式接合等。
本實用新型中的第一電極和第二電極是用來進行測量的。測量時，只需將測量儀器的輸入端與兩個電極接觸即可。在本實施例中，設(shè)置于第一絕緣外殼1上的第一電極2從第一絕緣外殼中向外伸出，設(shè)置于第二絕緣外殼9上的第二電極7從第二絕緣外殼中向外伸出，便于測量儀器的輸入端與兩個電極發(fā)生接觸，進行測量。第一電極2和第二電極7伸出絕緣外殼的部分還可以按照測量儀器輸入端接頭的形狀加工成便于與該輸入端接頭相連接的任何形狀。這樣，測量儀器的輸入端就能更加容易地與兩個電極發(fā)生接觸，以便于測量的進行。
本實施例中的導(dǎo)電性彈性裝置是由導(dǎo)電性材料制得的彈簧。當(dāng)然還可以是其它任何由導(dǎo)電性材料制得的彈性裝置，如彈性片等。用彈簧來壓緊電極片5和第二電極7，以使得它們之間待測電池的正極、負極和電解質(zhì)材料有良好的接觸。使用導(dǎo)電性材料是因為測量時導(dǎo)線直接從第一電極和第二電極上引入，所以要保持第一和第二電極分別與待測電極的兩個電極電連接。本實施例中，第一電極2上有一凹坑，在電極片5上有一凸起，以此固定彈簧位置并利用彈簧的彈性保持第一電極、彈簧和電極片之間的電連接。當(dāng)然，也可以是在第一電極2上有一凸起，而在電極片5上有一凹坑；或者在兩者上都有凸起或都有凹坑。還可以使用本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的任何其它方式來保持第一電極、彈性裝置和電極片之間的電連接。
第一密封體和第二密封體用來進行密封，以保持待測電池內(nèi)部與外界隔絕。這樣對在非水體系中工作的電池(如鋰離子電池)進行測量時，可以保持該電池內(nèi)部的密封性，使其不與外界水或水氣接觸，處于干燥環(huán)境下進行充放電和測量，以滿足這類電池的測量和工作要求。密封體材料較好的是對于待測電池中的化學(xué)反應(yīng)和化學(xué)物質(zhì)是惰性的(如聚四氟乙烯)，以延長其使用壽命。
使用該試驗電池裝置時，在干燥手套箱或惰性氣體(如氬氣)干燥手套箱內(nèi)將由正極、負極和電解質(zhì)組成的待測電池置于試驗電池裝置中供放置待測電池的空間6內(nèi)，然后放置好電極片5、彈簧3、第一密封體4和第一電極2，通過螺紋嚙合裝配上第一絕緣外殼1。這樣試驗電池裝置就裝配好了。然后，將該裝置從干燥手套箱中取出，可以在實驗室的大氣環(huán)境下使用。測量時，直接從第一電極2和第二電極7上引出導(dǎo)線進行測量。由于本實用新型的試驗電池裝置結(jié)構(gòu)簡單小巧，因此便于充分利用各種儀器進行多種電化學(xué)測量。
當(dāng)然，本實用新型不限于本實施例所描述的這些結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以對本實施例作各種變換。這些變換均落在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種電化學(xué)測量試驗電池裝置，包括第一絕緣外殼(1)；與第一絕緣外殼(1)相接合的第二絕緣外殼(9)；其特征在于，它還包括設(shè)置于第一絕緣外殼(1)上的第一電極(2)；設(shè)置于第二絕緣外殼(9)上的第二電極(7)；位于所述第一電極(2)和第二電極(7)之間的電極片(5)；位于所述第一電極(2)和電極片(5)之間、與這兩者電連接的導(dǎo)電性彈性裝置(3)；夾設(shè)在所述第一電極(2)和第二絕緣外殼(9)之間的第一密封體(4)；夾設(shè)在所述第二電極(7)和第二絕緣外殼(9)之間的第二密封體(8)；在所述電極片(5)和第二電極(7)之間留有供放置待測電池的空間(6)。
2.如權(quán)利要求1所述的電化學(xué)測量試驗電池裝置，其特征在于第一絕緣外殼(1)通過螺紋嚙合與第二絕緣外殼(9)相接合。
3.如權(quán)利要求1所述的電化學(xué)測量試驗電池裝置，其特征在于第一絕緣外殼(1)與第二絕緣外殼(9)的接合是卡入式接合。
4.如權(quán)利要求1所述的電化學(xué)測量試驗電池裝置，其特征在于所述設(shè)置于第一絕緣外殼(1)上的第一電極(2)從第一絕緣外殼中向外伸出，所述設(shè)置于第二絕緣外殼(9)上的第二電極(7)從第二絕緣外殼中向外伸出。
5.如權(quán)利要求4所述的電化學(xué)測量試驗電池裝置，其特征在于所述第一電極(2)和所述第二電極(7)伸出絕緣外殼的部分還可以按照測量儀器輸入端接頭的形狀加工成便于與之相連接的任何形狀。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的電化學(xué)測量試驗電池裝置，其特征在于所述導(dǎo)電性彈性裝置(3)是由導(dǎo)電性材料制得的彈簧。
7.如權(quán)利要求6所述的電化學(xué)測量試驗電池裝置，其特征在于所述彈簧與所述第一電極(2)和所述電極片(5)之間的電連接是通過位于第一電極和電極片上的凸起或凹坑來實現(xiàn)的。
專利摘要電化學(xué)測量試驗電池裝置,包括:第一絕緣外殼(1)和與其相接合的第二絕緣外殼(9);分別設(shè)置于兩個外殼上的第一和第二電極(2,7);第一和第二電極間的電極片(5);第一電極和電極片之間、與這兩者電連接的導(dǎo)電性彈性裝置(3);夾設(shè)在第一電極和第二絕緣外殼間的第一密封體(4);夾設(shè)在第二電極和第二絕緣外殼間的第二密封體(8);電極片和第二電極間留有供放置待測電池的空間(6)。該裝置結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉且操作方便,特別適合作為非水體系中工作的電池的電化學(xué)測量試驗電池裝置。
文檔編號G01N27/403GK2387540SQ9922765
公開日2000年7月12日 申請日期1999年6月24日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月24日
發(fā)明者金忠, 楊清河, 馬曉華, 楊振國, 宋慶梅, 徐幸琪, 宗祥福 申請人:上海敬樂電源技術(shù)有限公司