一种固态离子电池的测试模具

本发明涉及固态电池，特别是涉及一种固态离子电池的测试模具。

背景技术：

1、成熟的商业化锂电池采用的是有机液态电解质，但液态电解质热稳定性低、燃点低等方面的缺陷可能引起电池的燃烧爆炸等不容忽视的安全问题，使用固态电解质的全固态锂电池，恰好可以解决上述问题，其相比于使用液态电解质的锂电池而言具有更高的安全性和能量密度，在电子产品、混合动力汽车等领域拥有广阔的市场前景，但是固态电解质在实际应用发展中仍面临许多挑战。

2、与传统有机液态电解质相比，固态电解质和电极的固/固界面接触性较差，这使得界面阻抗大大增加，阻碍了离子传输和电池的容量释放，而界面阻抗与很多实验因素有关，比如电池的电极与电解质间的压力等，但是目前的电池测试模具因结构设计原因，仅支持在较低压力环境下进行充放电，且测试的压力无法进行调节控制，无法满足电池在不同压力条件下的测试需求。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：如何使得固态电池测试过程中压力可调以及如何实现电池充放电过程的表征检测，为了解决上述技术问题，本发明提供了一种固态离子电池的测试模具，包括模具结构和调压结构；

2、所述模具结构包括第一电池模具、第二电池模具、第一电极和第二电极，所述第一电池模具和所述第二电池模具之间绝缘设置并形成有用于容纳固态电池的测试腔，所述第一电池模具面向所述测试腔的一端形成用于与固态电池的电极抵接的第一接触端面，所述第二电池模具面向所述测试腔的一端形成用于与固态电池的电极抵接的第二接触端面，所述第一电极与所述第一电池模具连接，所述第二电极与第二电池模具连接；

3、所述调压结构包括驱动组件、推头和压力传感器，所述推头设于所述第一电池模具远离所述第二电池模具的一端，所述压力传感器设于所述推头和所述第一电池模具之间，所述驱动组件与所述推头传动连接并用于驱动所述推头推动所述第一电池模具向所述第二电池模具移动，以挤压所述固态电池。

4、优选地，所述测试模具开设有贯穿其两端的光路通孔，且所述光路通孔贯穿所述推头、压力传感器、第一电池模具、测试腔及第二电池模具。

5、优选地，所述第一接触端面上设有第一垫片，所述第一垫片的端面与所述第一接触端面平齐，所述第二接触端面上设有第二垫片，所述第二垫片的端面与所述第二接触端面平齐，所述第一垫片及所述第二垫片分别与所述固态电池两端的电极抵接。

6、优选地，所述第二接触端面上设有环形的电池保持架，固态电池位于所述电池保持架内侧，所述电池保持架用于限制固定固态电池在所述第二垫片上的位置。

7、优选地，所述第一电池模具和所述第二电池模具之间设有绝缘套，所述绝缘套的外周面套设有沿轴线方向依次设置的第一密封圈和第二密封圈。

8、优选地，所述驱动组件包括调整旋柱和固定设置的套筒，所述套筒的内侧螺纹连接所述推头，所述调整旋柱的一端穿过套筒并设于所述推头的内侧，所述调整旋柱的外周面与所述推头之间通过键槽和平键配合连接以控制所述推头的转动。

9、优选地，所述调整旋柱的外周面上固定有卡圈，所述卡圈限位抵接有挡圈，所述挡圈抵接有弹簧，所述弹簧的另一端抵接有壳体；所述调整旋柱位于所述壳体外的外周面上设有六角头，所述壳体的外侧面上对应于六角头设有卡槽。

10、优选地，所述驱动组件包括驱动电机，所述驱动电机的输出端固定有第一齿轮，所述第一齿轮啮合有第二齿轮，所述第二齿轮上固定有所述套筒。

11、优选地，所述第二齿轮靠近套筒的一端固定连接有转接环，所述转接环远离第二齿轮的一端固定连接所述套筒，所述套筒的外周面固定有轴承，所述轴承的外圈固定连接有壳体。

12、优选地，所述壳体包括连通的底壳和承力支架，套筒设于所述底壳内，所述模具结构设于所述承力支架内；所述承力支架用以支撑限位所述第二电池模具，所述承力支架在靠近第二电池模具的侧面上设有预留孔，所述第二电池模具与所述预留孔嵌合。

13、本发明实施例中所提供的一种固态离子电池的测试模具相比于现有技术而言，其有益效果在于：

14、驱动组件带动推头平移，调整推头施加给第一电池模具的推力，进而调整位于测试腔中的固态电池受到的压力，同时第一电池模具和第二电池模具上分别连接的第一电极和第二电极能够实现固态电池的充放电，两者配合使得固态电池充放电过程中全程可以调整施加在固态电极两个电极上的压力，通过电流与电压的变化来全程监控获取固态电池充放电状态和电极与电解质之间压力变化的关系。

技术特征：

1.一种固态离子电池的测试模具，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的固态离子电池的测试模具，其特征在于，所述测试模具开设有贯穿其两端的光路通孔，且所述光路通孔贯穿所述推头、压力传感器、第一电池模具、测试腔及第二电池模具。

3.根据权利要求1所述的固态离子电池的测试模具，其特征在于，所述第一接触端面上设有第一凹槽，所述第一凹槽内设有第一垫片，所述第一垫片的端面与所述第一接触端面平齐，所述第二接触端面上设有第二凹槽，所述第二凹槽内设有第二垫片，所述第二垫片的端面与所述第二接触端面平齐，所述第一垫片及所述第二垫片分别与所述固态电池两端的电极抵接。

4.根据权利要求3所述的固态离子电池的测试模具，其特征在于，所述第二接触端面上设有环形的电池保持架，固态电池位于所述电池保持架内侧，所述电池保持架用于限制固定固态电池在所述第二垫片上的位置。

5.根据权利要求1所述的固态离子电池的测试模具，其特征在于，所述第一电池模具和所述第二电池模具之间设有绝缘套，所述绝缘套的外周面套设有沿轴线方向依次设置的第一密封圈和第二密封圈。

6.根据权利要求1所述的固态离子电池的测试模具，其特征在于，所述驱动组件包括调整旋柱和固定设置的套筒，所述套筒的内侧螺纹连接所述推头，所述调整旋柱的一端穿过套筒并设于所述推头的内侧，所述调整旋柱的外周面与所述推头之间通过键槽和平键配合连接以控制所述推头的转动。

7.根据权利要求6所述的固态离子电池的测试模具，其特征在于，所述调整旋柱的外周面上固定有卡圈，所述卡圈限位抵接有挡圈，所述挡圈抵接有弹簧，所述弹簧的另一端抵接有壳体；所述调整旋柱位于所述壳体外的外周面上设有六角头，所述壳体的外侧面上对应于六角头设有卡槽。

8.根据权利要求6所述的固态离子电池的测试模具，其特征在于，所述驱动组件包括驱动电机，所述驱动电机的输出端固定有第一齿轮，所述第一齿轮啮合有第二齿轮，所述第二齿轮上固定有所述套筒。

9.根据权利要求8所述的固态离子电池的测试模具，其特征在于，所述第二齿轮靠近套筒的一端固定连接有转接环，所述转接环远离第二齿轮的一端固定连接所述套筒，所述套筒的外周面固定有轴承，所述轴承的外圈固定连接有壳体。

10.根据权利要求7或9所述的固态离子电池的测试模具，其特征在于，所述壳体包括连通的底壳和承力支架，套筒设于所述底壳内，所述模具结构设于所述承力支架内；所述承力支架用以支撑限位所述第二电池模具，所述承力支架在靠近第二电池模具的侧面上设有预留孔，所述第二电池模具与所述预留孔嵌合。

技术总结
本发明涉及固态电池测试领域，公开了一种固态离子电池的测试模具，包括模具结构和调压结构，模具结构包括第一电池模具和第二电池模具，第二电池模具与第一电池模具形成容纳固态电池的测试腔；第一电池模具与第二电池模具分别抵接固态电池的两个电极，第一电池模具和第二电池模具还分别连接有第一电极和第二电极；调压结构包括驱动组件，驱动组件驱动推头平移，推头推动压力传感器和第一电池模具移动以对固态电池施加压力；本发明中驱动电机驱动套筒旋转带动推头平移，调整推头施加给第一电池模具的推力，进而调整固态电池受到的压力，使得固态电池充放电过程中受到的压力可调。

技术研发人员：杨纯臻,李振中,陈嘉俊,王超,李梦贤,邓力庭
受保护的技术使用者：中山大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4