一种三电极体系测试装置及其测试方法与流程

本发明涉及一种三电极测试装置，具体涉及一种三电极体系测试装置。

背景技术：

锂离子电池由于其具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、自放电速率小、高低温放电性能好、无记忆效应等诸多优点，近些年来受到广泛关注。随着新材料的出现和电池设计技术的改进，锂离子电池的应用范围不断拓展。它在信息产业、能源交通、国防军事等领域都发挥了一定的作用。

为准确的评估电池正极、负极材料及电解液之间的电化学性能，目前业界已使用了三电极体系，当研究电极和参比电极之间设在某一电位时，电流随设定点位以及电解液的浓度而变化，辅助电极和研究电极之间形成一个让电流畅通的回路，这样就可以独立地评估正极或负极材料自身的电化学表现。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的不足，现提供一种能够有效通过三电极装置，在分别监测正负极电化学行为的同时记录极片膨胀率的三电极体系测试装置及其测试方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种三电极体系测试装置，其创新点在于：包括具有开口的玻璃壳体、密封盖板和极片固定装置，所述密封盖板与玻璃壳体的上端部开口进行可拆卸式连接，所述密封盖板上开设有4个贯穿密封盖板的孔，所述孔内依次连接有压实测试装置连接线、正极引线、参比电极引线和负极引线，所述极片固定装置放置在玻璃壳体内部；

所述极片固定装置由压紧器、平面玻璃板、隔膜和压力传感器组成，所述压力传感器固定安装在压紧器上，所述平面玻璃板对称安装在压紧器的上下内端部，所述隔膜安装在平面玻璃板的中心位置处。

进一步的，所述孔的直径为2-5mm，所述正极引线、参比电极引线和负极引线的长度相一致。

本发明的另一目的是公开一种三电极体系测试装置的测试方法，其创新点在于：经过极片的处理、极片的放置、极片的固定和放置测试步骤完成测试；所述具体步骤如下：

（1）极片的处理：在正极极片上留有正极留白a，在正极留白a上焊接有铝带a，将正极引线焊接在铝带a上；在负极极片上留有负极留白b，在负极留白b上焊接有铝带b，将负极引线焊接在铝带b上；

（2）极片的放置：将隔膜放置在正负极片的中间位置；

（3）极片的固定：正极极片和负极极片外侧分别有一平面玻璃板，所述玻璃板安装在两极片的外端部，在正负极片的边缘，上下两个玻璃板通过压紧器进行固定安装，压紧器通过压力传感器将玻璃板、正负极片和隔膜进行压紧安装；

（4）放置测试：将步骤（3）固定好的极片，放置在玻璃壳体内，再将参比电极置于正极片、负极片及隔膜组成的体系的侧边位置，然后将电解液注入壳体内，即可完成测试。

进一步的，所述步骤（1）中的正极留白a的宽度为3-5mm，所述负极留白b的宽度为3-5mm。

进一步的，所述步骤（4）中的参比电极与正极片、负极片及隔膜组成的体系的隔间距为5-10mm。

本发明的有益效果如下：本发明的测试装置不仅可以分别监测正极、负极电化学变化，还可以监测极片之间的膨胀率情况，特别是对于硅碳负极材料制备的极片，通过该装置，可对比不同体系下极片的膨胀效果。

附图说明

图1为本发明的三电极装置的结构示意图；

图2为本发明的极片处理结构示意图；

图3为本发明的正负极极片的放置结构示意图；

图4为本发明的固定极片的结构示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

如图1所示为本发明的三电极装置的结构示意图，一种三电极体系测试装置，包括具有开口的玻璃壳体100、密封盖板200和极片固定装置，密封盖板200与玻璃壳体100的上端部开口进行可拆卸式连接，密封盖板200上开设有4个贯穿密封盖板200的孔，孔内依次连接有压实测试装置连接线204、正极引线201、参比电极引线202和负极引线203，极片固定装置放置在玻璃壳体100内部；

极片固定装置由压紧器、平面玻璃板601、隔膜500和压力传感器800组成，压力传感器800固定安装在压紧器上，平面玻璃板601对称安装在压紧器的上下内端部，隔膜500安装在平面玻璃板601的中心位置处。

孔的直径为2-5mm，正极引线201、参比电极引线202和负极引线203的长度相一致。

一种三电极体系测试装置的测试方法，经过极片的处理、极片的放置、极片的固定和放置测试步骤完成测试；具体步骤如下：

（1）极片的处理：在正极极片300上留有正极留白a301，在正极留白a301上焊接有铝带a302，将正极引线201焊接在铝带a302上；在负极极片400上留有负极留白b401，在负极留白b401上焊接有铝带b402，将负极引线203焊接在铝带b402上，正极留白a301的宽度为3-5mm，负极留白b401的宽度为3-5mm；

（2）极片的放置：将隔膜500放置在正负极片的中间位置；

（3）极片的固定：正极极片300和负极极片400外侧分别有一平面玻璃板601，玻璃板601安装在两极片的外端部，上下两个玻璃板601通过压紧器进行固定安装，压紧器通过压力传感器800将玻璃板601、正负极片和隔膜500进行压紧安装；

（4）放置测试：将步骤（3）固定好的极片，放置在玻璃壳体100内，再将参比电极700置于磷酸铁锂或者三元材料正极片、石墨或者硅碳负极片及隔膜组成的体系的侧边位置，然后将电解液注入壳体100内，即可完成测试，参比电极700与磷酸铁锂或者三元材料正极片、石墨或者硅碳负极片及隔膜组成的体系的隔间距为5-10mm。

本发明的测试装置不仅可以分别监测正极、负极电化学变化，还可以监测极片之间的膨胀率情况，特别是对于硅碳负极材料制备的极片，通过该装置，可对比不同体系下极片的膨胀效果。

上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。