一种固态电池测试模具的制作方法

1.本实用新型涉及电池测试技术领域，具体而言，涉及一种固态电池测试模具。


背景技术：

2.随着电池能量密度要求越来越高，全固态电池的研究受到了极大的关注。其中，在研究无机固态电池时，常规的扣式电池难以完成电解质片和正负极的组装。主要是因为扣式电池在加压封口时，制备好的电解质片十分易碎，且即使保持了电池完整，电解质片在扣式电池中和正负极往往接触不紧密，致使界面阻抗很大，从而仍然难以进行下一步电池测试。另一方面，在匹配更薄的电解质片时，薄片在压片后难以直接从普通压片模具取出。因此，对于无机固态电池的电池测试，现已有许多机构开发了模具电池来代替扣式电池来进行软包电池前的小型电池测试，来对材料进行研究评估。
3.此类模具结构主要为两端金属柱电极和中部绝缘内套筒组成。直接兼容了电解质压片、电池组装和电池测试等多项功能，完美的解决了不同厚度的无机电解质片在制备和电池组装测试的兼容性，简化了固态电池的组装测试流程。并且使电解质片和正负极在测试时依旧可保持一定的接触压力，同时保持电解质片不受外部磕碰影响，方便了整个测试流程。但在电池测试结束后，电池往往难以从模具完整取出，取出电池主要通过拔出一端金属柱，再对另一端金属柱施加压力使电池从绝缘内套筒脱出。而在此过程中，电池边缘同绝缘内套筒摩擦剧烈，通常会卡住施压侧金属柱的脱出，且在电池片较薄时，脱出后的电解质片往往已经碎裂，不能保持电池的完整。这限制了研究者对测试结束后的电池结构变化的相关研究。并且，若在对锂金属电极或无负极锂金属电池进行研究时，锂金属十分柔软，通过脱膜后进行电极测的相关表征观测，电极往往结构已在脱膜过程中遭受破坏。这类模具可以达到电池测试目的，但是无法保证电池在进行测试后完整取出，分析电池失效的具体原因。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的包括，例如，提供了一种固态电池测试模具，其能够较好地保证电池在进行测试后完整取出。
5.本实用新型的实施例可以这样实现：
6.本实用新型的实施例提供了一种固态电池测试模具，其包括外套筒和多个瓣体，多个所述瓣体围合形成内套筒，所述内套筒用于装入电池，所述外套筒套设于所述内套筒的外部。
7.可选的，所述内套筒的外侧面为锥形面，所述外套筒的内侧面与所述内套筒的外侧面形状匹配。
8.可选的，所述外套筒的顶端开口直径大于所述内套筒的顶端外径。
9.可选的，所述固态电池测试模具还包括顶柱和底柱，所述顶柱通过所述内套筒的顶端开口穿设于所述内套筒内，所述底柱通过所述内套筒的底端开口穿设于所述内套筒
内，所述顶柱和所述底柱配合将所述电池压紧。
10.可选的，所述顶柱包括顶盖和上电极柱，所述上电极柱的一端嵌设于所述顶盖内，所述上电极柱的另一端穿设于所述内套筒内。
11.可选的，所述上电极柱与所述内套筒之间设置有第一密封件。
12.可选的，所述固态电池测试模具还包括密封盖，所述密封盖套设于所述上电极柱上，且位于所述顶盖与所述外套筒之间；
13.所述密封盖与所述第一密封件相抵接，且所述密封盖与所述外套筒相连接。
14.可选的，所述底柱包括底盖和下电极柱，所述下电极柱的一端嵌设于所述底盖内，所述下电极柱的另一端穿设于所述内套筒内。
15.可选的，所述下电极柱与所述内套筒之间设置有第二密封件。
16.可选的，所述底盖上设置有定位凸起，所述外套筒的底部设置有定位槽，所述定位凸起与所述定位槽相配合。
17.本实用新型实施例的固态电池测试模具的有益效果包括，例如：当对电池测试完毕后，将内套筒相对外套筒推动，内套筒便能够从外套筒中脱出，随后再将多个瓣体分开即可将电池取出，在此过程中由于内套筒对电池进行了保护，电池不易发生磨损，能够较好地保证电池在进行测试后完整取出。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
19.图1为本技术实施例中固态电池测试模具的正视图；
20.图2为本技术实施例中固态电池测试模具的剖视图；
21.图3为本技术实施例中内套筒的结构示意图。
22.图标：100-外套筒；110-定位槽；120-环形凸缘；200-内套筒；210-瓣体；220-锥形面；230-台阶面；300-电池；400-顶柱；410-顶盖；411-第一连接孔；420-上电极柱；430-第一密封圈；440-密封套；500-底柱；510-底盖；511-定位凸起；512-第二连接孔；520-下电极柱；530-第二密封圈；600-密封盖；610-环形抵接部。
具体实施方式
23.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
24.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
26.在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
27.此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
28.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例中的特征可以相互结合。
29.本技术的发明人发现，现有的固态电池测试模具可以达到电池测试目的，但是在取出电池时可能会对电池造成损伤，无法保证电池在进行测试后完整取出。本实施例提供了一种固态电池测试模具，至少用于解决该技术问题。
30.请参考图1-图3，本实施例提供的固态电池测试模具包括外套筒100和多个瓣体210，多个瓣体210围合形成内套筒200，内套筒200用于装入电池300，外套筒100套设于内套筒200的外部。
31.当对电池300测试完毕后，将内套筒200相对外套筒100推动，内套筒200便能够从外套筒100中脱出，随后再将多个瓣体210分开即可将电池300取出，在此过程中由于多个瓣体210形成的内套筒200对电池300进行了保护，电池300不易发生磨损，从而能够较好地保证电池300在进行测试后完整取出，取出电池300后送样进行光学显微镜截面观测或ct无损表征等。
32.可以理解的是，瓣体210的数量可以依据实际情况而定，例如，瓣体210的数量为三个、四个或五个等。外套筒100具有固定瓣体210的作用，外套筒100的顶端开口直径可以大于、小于或等于内套筒200的顶端外径，当外套筒100的顶端开口直径大于内套筒200的顶端外径时，内套筒200的顶部部分从外套筒100中伸出。当外套筒100的顶端开口直径小于或等于内套筒200的顶端外径时，内套筒200的顶部完全容置在外套筒100中，在这种情况下，拆卸模具时，需要借助配合的柱体伸入外套筒100中将内套筒200顶出。
33.内套筒200的外侧面可以为多面体形、正锥形、倒锥形或圆柱体形等形状，外套筒100的内侧面与内套筒200的外侧面形状匹配，在一个优选实施方式中，内套筒200外侧为正锥形，内套筒200的顶端外径小于底端外径，外套筒100的顶端开口直径小于底端开口直径，且外套筒100的顶端开口直径大于内套筒200的顶端外径，这样便于内套筒200从外套筒100中脱出。
34.在装配内套筒200和外套筒100时，将多个瓣体210围合成内套筒200并由外套筒100的底端开口推入外套筒100内，直至内套筒200的顶端由外套筒100的顶端开口伸出，此时由于锥形面220相互配合的作用，使得内套筒200的外侧面与外套筒100的内侧面相互贴紧，完成装配。
35.在拆卸内套筒200和外套筒100时，将内套筒200向下压，内套筒200的外侧面与外套筒100的内侧面解除配合，直至内套筒200从外套筒100的底部脱出，具有便于拆卸的优点。
36.在可选的实施方式中，固态电池测试模具还包括顶柱400和底柱500，顶柱400通过内套筒200的顶端开口穿设于内套筒200内，底柱500通过内套筒200的底端开口穿设于内套筒200内，顶柱400和底柱500配合将电池300压紧。
37.需要说明的是，电池300主要由正极片、电解质片和负极片组成，或正极片、电解质粉末、负极片组成。
38.在装配好内套筒200和外套筒100后，将底柱500通过内套筒200的底端开口穿设于内套筒200内，再将正极片、电解质片和负极片或正极片、电解质粉末、负极片依次由内套筒200的顶端开口放入内套筒200中，再将顶柱400通过内套筒200的顶端开口穿设于内套筒200内，顶柱400和底柱500配合将正极片、电解质片和负极片或正极片、电解质粉末、负极片压紧进行压片组装。
39.在可选的实施方式中，顶柱400包括顶盖410和上电极柱420，上电极柱420的一端嵌设于顶盖410内，上电极柱420的另一端穿设于内套筒200内。
40.在进行压片组装时，将上电极柱420穿设于内套筒200内并压紧正极片、电解质片和负极片或正极片、电解质粉末、负极片。
41.在可选的实施方式中，上电极柱420与内套筒200之间设置有第一密封件。
42.需要指出的是，第一密封件包括第一密封圈430和密封套440，内套筒200靠近顶部的内侧面上设置有台阶面230，第一密封圈430和密封套440由下至上依次设置于台阶面230上，且第一密封圈430和密封套440均套设于上电极柱420，密封套440的顶端延伸至内套筒200外，第一密封圈430和密封套440的设置，能够对上电极柱420和内套筒200之间起到较好的密封作用。
43.在可选的实施方式中，固态电池测试模具还包括密封盖600，密封盖600套设于上电极柱420上，且位于顶盖410与外套筒100之间；密封盖600与第一密封件相抵接，且密封盖600与外套筒100相连接。
44.需要指出的是，外套筒100的顶面上设置有环形凸缘120，密封盖600与环形凸缘120螺纹连接，且密封盖600的内部设置有环形抵接部610，该环形抵接部610抵接于密封套440的顶端，以进一步提升密封性能。
45.在可选的实施方式中，底柱500包括底盖510和下电极柱520，下电极柱520的一端嵌设于底盖510内，下电极柱520的另一端穿设于内套筒200内。
46.在进行压片组装时，将下电极柱520穿设于内套筒200内并配合上电极柱420压紧正极片、电解质片和负极片或正极片、电解质粉末、负极片；在进行电池300测试时，通过将上电极柱420和下电极柱520分别连接导线便能够进行测试。
47.另外，顶盖410上开设有第一连接孔411，上电极柱420露出于第一连接孔411。底盖510上开设有第二连接孔512，下电极柱520露出于第二连接孔512。
48.在进行电池300测试时，通过从第一连接孔411穿入导线并与上电极柱420相连接，且从第二连接孔512穿入导线并与下电极柱520相连接，两根导线接入蓝电测试仪，便能够进行充放电测试。待测试结束后，重新组装内套筒200和外套筒100，将电池300重新放入内套筒200，即可再次继续进行电池300测试，从而达到对电池300充放电过程的电池300变化表征监测，达到半原位测试效果。
49.在可选的实施方式中，下电极柱520与内套筒200之间设置有第二密封件。
50.需要指出的是，第二密封件为第二密封圈530，下电极柱520的外侧壁上设置有环形凹槽，该第二密封圈530设置于环形凹槽内，能够对下电极柱520和内套筒200之间起到较好的密封作用。
51.在可选的实施方式中，底盖510上设置有定位凸起511，外套筒100的底部设置有定位槽110，定位凸起511与定位槽110相配合。
52.需要指出的是，外套筒100承载于底盖510上，定位凸起511设置于底盖510朝向外套筒100的一侧，当定位凸起511与定位槽110相配合时，便对外套筒100与底盖510之间的相对位置进行了定位，且能够起到一定的密封效果。
53.综上所述，本实用新型实施例提供了一种固态电池测试模具，在进行电池300组装的过程中，将多个瓣体210装于外套筒100内形成内套筒200，并装配底柱500，随后在内套筒200中依次放入正极片、电解质片和负极片或正极片、电解质粉末和负极片，在内套筒200顶部装入顶柱400进行压片操作，待压片完成后拆出顶柱400，依次在内套筒200顶部装配密封圈、密封套440、密封盖600，最后再装配顶柱400，并拧紧密封盖600即完成电池300组装。在进行电池300测试时，在顶柱400和底柱500上插入导线引出电极，接入测试仪便能够进行充放电测试；待充放电测试结束后，通过将瓣体210顶出外套筒100，即可将电池300拆出，并将电池300送样进行光学显微镜截面观测或ct无损表征等，随后再将电池300放入装配好的内套筒200中，重复组装电池300操作，即可再次继续进行电池300测试，从而达到对电池300充放电过程的电池300变化表征监测，达到半原位测试效果。
54.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。