测试模具中的金属底座能起到集流的作用，确保集流的有效进行；内嵌于金属底座凹台的绝缘环，既可便于电池的组装对齐，又可有效防止电池内部短路。
【附图说明】
[0035]图1是锂-空气电池充放电原理示意图，其中左图为充电原理示意图，右图为放电原理示意图；
[0036]图2是锂-空气电池组装示意图；
[0037]图3是锂-空气电池测试模具示意图；
[0038]图4是压头底部形状示意图。
[0039]图中各附图标记的含义如下:1为金属底座，2为绝缘环，3为压头，4为半封闭气室，5为出气管道，6为上盖，7为进气管道。
【具体实施方式】
[0040]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0041]实施例1
[0042]如图3所示为本发明提供的一种非水系锂-空气电池测试模具，该测试模具包括:金属底座1，绝缘环2，压头3 (其底部形状示意图如图4所示)，半封闭气室4，出气管道5，上盖6，进气管道7。
[0043]将所述金属底座I放置于水平工作台上；
[0044]将所述绝缘环2嵌套于金属底座I的凹台内，并完成电池的组装；
[0045]所述压头3压置于阴极电极片上，并套上弹簧；
[0046]所述半封闭气室4螺纹固定于金属底座I上；
[0047]所述出气管道5螺纹固定于半封闭气室4上；
[0048]所述上盖6螺纹固定于半封闭气室4上；
[0049]所述进气管道7螺纹固定于上盖6上，并保证其与压头3的紧密接触，以通过弹簧加压提高电池的接触性。
[0050]具体测试电池时的步骤如下:
[0051]1.电池测试模具的组装:将金属底座I放置于水平工作台上，绝缘环2嵌置于金属底座I的凹台内，并完成电池的组装(即在金属底座的凹台上、绝缘环内安装锂-空气电池，锂-空气电池按如图2所示的组装示意图组装)，将压头3压置于阴极电极片(即对应图2中的阴极反应层和阴极扩散层)上，并在压头3上套上弹簧。然后将半封闭气室4螺纹固定于金属底座I上(例如，可在金属底座I上设置半封闭气室4的安装孔，如图3所示，半封闭气室呈两端开口的圆筒形，金属底座I的凹台位于半封闭气室内，即，半封闭气室4的圆筒形壁包围金属底座I的凹台)。半封闭气室4的壁上具有出气管道的安装孔，出气管道5通过该安装孔螺纹固定于半封闭气室4上，使外界(如气体收集装置等)与半封闭气室通过该出气管道5相连通；上盖6螺纹固定于半封闭气室4上，上盖6上具有进气管道的安装孔，进气管道7通过该安装孔螺纹固定于上盖6上，使外界(如气瓶或者其他气体输入装置)与半封闭气室通过该进气管道7相连通；该上盖与半封闭气室、金属底座一起形成半封闭空间(之所以称为半封闭，是因为该空间仅有进气管道和出气管道可以与外界进行气体交换，其他区域均是封闭的)。并且，进气管道7的直径大于弹簧的直径，可以使弹簧保持在压缩的状态，从而确保压头3与锂-空气电池的紧密接触，通过弹簧加压提高电池的接触性。压头的端面一般仍位于金属底座的凹台的内，即，压头端面所在的平面位于金属底座内。
[0052]2.从进气管道通入氧气，并保证电池在氧气氛围下静置I小时后，进行电池测试(如锂-空气电池的充电或者放电反应)；
[0053]3.分析充放电过程产生的气体产物:从进气管道通入载气，以分析充放电过程产生的气体产物。至此，该模具的相关装配以及测试过程完毕。
[0054]本发明所指的测试模具，仅包括相应的模具部件以及有关电池的组装。关于气体流量控制与采集部分，不影响本发明的实际使用，可以根据各自的实际需要进行选择。
[0055]在绝缘环内部的金属底座凹台底面上还可另外设置金属垫片(S卩，集流体)，锂-空气电池可放置在金属垫片上，其他部件的位置及安装方式不变，从而进行测试。
[0056]本实施例中的上盖6和呈两端开口圆筒形的半封闭气室4可以为一体设计，即，将上盖6和半封闭气室4整合，例如，可设计为一端开口的圆筒形。
[0057]本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种锂-空气电池测试模具，其特征在于，包括金属底座(1)、压头(3)和半封闭罩；其中， 所述金属底座(I)具有向内凹陷的凹台，该凹台内设置有绝缘环(2)，所述绝缘环(2)的环状结构与凹台的内壁完全接触； 所述压头(3)具有圆柱形杆和与所述绝缘环(2)相匹配的端面，该端面所在的平面与所述圆柱形杆的轴向方向相互垂直；所述凹台、绝缘环(2)和压头端面构成的空间用于放置锂-空气电池，所述压头端面用于与锂-空气电池接触；所述压头(3)为中空结构，用于向锂-空气电池传输气体； 所述半封闭罩为一端开口的圆筒形，用于包围所述金属底座的凹台和压头(3);所述半封闭罩上设置有进气管道(7)和出气管道(5);所述进气管道(7)与所述压头(3)连接，并与所述压头的中空结构连通，用于向锂-空气电池传输气体；所述半封闭罩与金属底座(I)连接形成半封闭的空间，该半封闭的空间仅有所述进气管道(7)和出气管道(5)不封闭。
2.如权利要求1所述的锂-空气电池测试模具，其特征在于，所述金属底座(I)与半封闭罩之间螺纹连接。
3.如权利要求1所述的锂-空气电池测试模具，其特征在于，所述半封闭罩包括上盖(6)和两端开口的圆筒形壁(4)，所述进气管道(7)位于所述上盖(6)上，所述出气管道(5)位于所述圆筒形壁(4)上。
4.如权利要求3所述的锂-空气电池测试模具，其特征在于，所述上盖(6)与圆筒形壁(4)之间螺纹连接。
5.如权利要求1所述的锂-空气电池测试模具，其特征在于，所述压头端面上具有向内凹陷的放射状或者环形放射状纹路，并且在所述端面的边缘处，具有向所述压头圆柱形杆轴线方向凹陷的缺口，用于输出锂-空气电池测试后的气体。
6.如权利要求1所述的锂-空气电池测试模具，其特征在于，所述压头(3)的圆柱形杆上套有弹簧，用于压紧锂-空气电池。
7.如权利要求1-6任意一项所述的锂-空气电池测试模具，其特征在于，所述进气管道(7)、出气管道(5)均与所述半封闭罩之间螺纹连接。
8.如权利要求1-7任意一项所述的锂-空气电池测试模具，其特征在于，所述金属底座(1)、压头(3)和进气管道(7)均采用304号不锈钢；所述绝缘环(2)、半封闭罩和出气管道(5)均采用聚四氟乙烯。
9.一种如权利要求1-8任意一项所述锂-空气电池测试模具的装配方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)将集流体放置在所述绝缘环(2)内、金属底座的凹台上；接着，在所述集流体上依次放置锂片、隔膜和电极片，使所述集流体、锂片、隔膜和电极片的中心位于同一条直线上，且该直线与金属底座凹台表面所在的平面垂直； (2)向所述电极片上滴加电解液，然后静置，使所述电解液渗入到所述隔膜里；接着，在所述电极片上放置所述压头(3)，使所述压头端面与所述电极片接触；最后，用所述半封闭罩包围所述凹台和压头(3)，形成所述的半封闭的空间。
【专利摘要】本发明公开了一种锂-空气电池测试模具及其装配方法，其中电池测试模具包括金属底座、压头和半封闭罩；其中，金属底座具有向内凹陷的凹台，该凹台内设置有绝缘环；压头具有与绝缘环相匹配的端面和圆柱形杆；半封闭罩为一端开口的圆筒形，用于包围金属底座的凹台和压头；半封闭罩上设置有进气管道和出气管道；半封闭罩与金属底座连接形成半封闭的空间，该半封闭的空间仅有进气管道和出气管道不封闭。本发明中的锂-空气电池测试模具能够使氧气与空气电极充分接触、电解质足量供给，并且密封性良好、拆卸方便，电池测试操作方便、结果准确。
【IPC分类】G01R31-36
【公开号】CN104597408
【申请号】CN201510013797
【发明人】李箭, 蒋越星, 池波, 蒲健, 张明, 程俊芳, 邹璐, 黄征
【申请人】华中科技大学
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年1月12日