专利名称：一种模拟锂离子电池三电极体系的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种二次电池电化学性能测试装置，特别涉及一种模拟 锂离子电池三电极体系。
背景技术：
为了研究锂离子电池的电化学性能，较好的方法是利用待测锂离子电池 制成三电极体系来进行性能测试和分析研究，该三电极体系是通过在完整的 锂离子电池中引入锂金属参比电极作为第三电极而形成的。通常所用的参比电极材料锂金属质软，易氧化，作为参比电极引入电池 内部存在一定的操作困难。现有的引入参比电极的方法是，在手套箱中直接 将参比电极从开有孔的电池盖板上方插入待测电池内部，参比电极引线从该 孔内引出，再用硅胶进行固定密封。又由于电池壳体内部空间有限，容纳一 个新的锂金属参比电极会减少电池的体积比容量，因而需要将待测电池的电 芯转移至更大容积的模拟电池壳体中去，再进行组装制作。由于采用了新的 模拟电池壳体，电芯的正负极极耳必须与新的模拟电池盖板进行焊接固定， 以及新的模拟电池盖板也需要密封的焊接在模拟电池壳体的开口上，这些焊 接过程均是在手套箱外部进行的，这样电芯难免暴露在空气中，锂金属参比 电极会接触空气中的水分而变质，所制作的三电极体系性能将受到影响。以上所述制作方法较复杂，该三电极体系在组装过程中多次采用焊接固 定方式，因而它的组成部件不能被重复利用，且由于模拟电池盖板上开设的 用来插入参比电极的孔的位置不一致，参比电极的位置无法固定，因而每次 制作的三电极体系的参比电极一致性差，另外使用硅胶密封模拟电池盖板的 开孔处密封性差，会出现漏液等情况，这些均会使得该三电极体系进行测试 后所得的结果不准确。发明内容为了克服上述缺点，本实用新型提供一种制作方便、密封性好的模拟锂
离子电池三电极体系，该模拟锂离子电池三电极体系的组成部件可重复利 用，且该模拟锂离子电池三电极体系的参比电极的位置固定一致性好，利用 该模拟锂离子电池三电极体系进行测试后所得结果较准确。 本实用新型是通过以下技术方案来实现的一种模拟锂离子电池三电极体系，它设有一个具有凹型区域的模拟电池 底座，该凹型区域内装盛有电芯和浸没该电芯的电解液，该模拟电池底座上 方设有一个可拆卸地密封该凹型区域的模拟电池盖板，该模拟电池底座上的 一侧设置有与电芯的正极极耳、负极极耳分别可拆卸连接的正连接柱、负连 接柱，该正连接柱、负连接柱分别与一导出到模拟电池底座外部的正极接线 柱、负极接线柱相连，该模拟电池底座上开设有一个与所述凹型区域相连通 的通孔，该通孔内密封地安装有与凹型区域内的电解液相接触的参比电极。在上述结构基础上，其中该模拟电池底座的顶面上开设有密封槽，在模拟电池盖板的底面向下凸 出有与该密封槽形成密封配合的凸块，该模拟电池底座和模拟电池盖板两者 之间还设置有使得它们配合紧密的紧固螺圈。所述正连接柱、负连接柱均由导电压片、导电底片和将该导电压片压紧 在导电底片上的螺钉组成，电芯的正极极耳、负极极耳分别夹在该正连接 柱、负连接柱的导电压片和导电底片之间，通过所述螺钉紧固。所述正连接柱、负连接柱彼此隔离地嵌入在一绝缘块内，该绝缘块设置 在模拟电池底座上的一侧，通过该绝缘块使正连接柱、负连接柱与模拟电池 底座、模拟电池盖板均绝缘。在所述绝缘块上位于正连接柱、负连接柱的位置分别开设一个与该绝缘 块的外表面相通的孔，在该孔内导出分别与正连接柱、负连接柱的导电底片 相连的正极接线柱、负极接线柱，该正极接线柱、负极接线柱一直导出到模 拟电池底座的外部。所述通孔内紧密装配有参比电极绝缘块，该参比电极绝缘块上开设有与 所述凹型区域相通的参比电极孔，该参比电极孔内塞入有以形成参比电极的 金属锂，该金属锂与一从该参比电极孔内引出到模拟电池底座外部的参比接 线柱相连，该参比接线柱上套设有防止电解液从参比电极孔中漏出的密封所述电芯是平放在凹型区域内的，所述通孔开设在模拟电池底座上位于
该电芯底部的一侧壁上。相比于现有技术，本实用新型的优点在于(1)模拟电池盖板、电芯与 模拟电池底座的装配均是可拆卸的，这样使得该模拟电池盖板和模拟电池底 座可被重复利用，本实用新型的模拟电池盖板和模拟电池底座可与各种型号 的电芯组装成模拟锂离子电池三电极体系；(2)本实用新型的锂金属参比电 极通过塞入的方式安装在模拟电池底座的侧壁的一个通孔内，操作简单，参 比电极的位置固定一致性好；(3)利用本实用新型的模拟电池盖板和模拟电 池底座制作模拟锂离子电池三电极体系没有焊接过程，可以完全在手套箱中 进行，制作方便，密封性好，能保证该模拟锂离子电池三电极体系的性能；(4)模拟电池盖板与模拟电池底座之间采用卡扣连接方式密封配合，且还通 过紧固螺圈使它们配合更紧密，另外所述参比接线柱上套设有防止电解液从 参比电极孔中漏出的密封圈，本实用新型整体密封性好，利用本实用新型进 行电化学性能测试后所得结果较准确。
图1为本实用新型的整体结构分解后的侧视剖面图。 图2为本实用新型的模拟电池底座部分的俯视剖面图。 图3为本实用新型的模拟电池盖板的俯视示意图。图4是用来示意图1中电芯的正负极极耳与正负连接柱的连接方式的局 部放大图。图5为利用本实用新型进行放电测试后所得的曲线图表。图6为利用本实用新型进行循环充放电测试后所得的曲线图表。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作详细说明。 请参照图1和图2， 一种模拟锂离子电池三电极体系，它包括一个模拟 电池底座1和一个模拟电池盖板2 ，在模拟电池底座1的中间具有长方形的 凹型区域3 ，该凹型区域3内装盛有电芯4和浸没该电芯4的电解液(图中 未标记)，模拟电池盖板2可拆卸地盖设在该凹型区域3的上方，在该模拟 电池底座1的顶面上开设有密封槽7 ，在模拟电池盖板2的底面向下凸出有 与该密封槽7形成密封配合的凸块8 ，该模拟电池底座1和模拟电池盖板2
两者之间还设置有使得它们卡扣紧密的紧固螺圈，该紧固螺圈由模拟电池盖板2上的螺钉孔9 (见图3所示)和模拟电池底座1上对应位置的螺纹孔17 以及螺钉(图中未示出)组成，本实施例中紧固螺圈分布在模拟电池底座1 和模拟电池盖板2的边缘四周，模拟电池底座1和模拟电池盖板2均是由不 锈钢材料制成的。本实施例中电芯4是平放在模拟电池底座1的凹型区域3内的，在模拟 电池底座1上位于该电芯4底部的侧壁上开设有一个与凹型区域3相连通的 通孔20，该通孔20内紧密装配有参比电极绝缘块21，该参比电极绝缘块21上 开设有与凹型区域3相连通的参比电极孔23，该参比电极孔23内塞入有与凹 型区域3内的电解液相接触以形成参比电极的金属锂22，该金属锂22与一从 该参比电极孔23内引出到模拟电池底座1外部的参比接线柱24相连，该参比 接线柱24上套设有防止电解液从参比电极孔23中漏出的密封圈(图中未示 出)。请参照图2和图4 ，该模拟电池底座1上位于电芯4顶部的一侧设置有 与电芯4的正极极耳5、负极极耳6分别可拆卸连接的正连接柱18、负连接 柱19，其中，该正连接柱18、负连接柱19是由导电压片10、导电底片ll和将 该导电压片10压紧在导电底片11上的螺钉12组成，电芯4的正极极耳5、负 极极耳6分别夹在该正连接柱18、负连接柱19的导电压片10和导电底片11之 间，通过所述螺钉12紧固。该正连接柱18、负连接柱19彼此隔离地嵌入在绝缘块13内，该绝缘块13 设置在模拟电池底座1上位于电芯4顶部的一侧，通过该绝缘块13使正连接 柱18、负连接柱19与模拟电池底座1 、模拟电池盖板2均绝缘。在该绝缘块 13上位于正连接柱18、负连接柱19的位置分别开设一个与该绝缘块13的一外 表面相通的孔14，在该孔14内导出分别与正连接柱18、负连接柱19的导电底 片11相连的正极接线柱15、负极接线柱16，该正极接线柱15、负极接线柱16 一直引出到模拟电池底座1的外部。利用本实用新型的模拟电池底座1和模拟电池盖板2与电芯4组装模拟 锂离子三电极电池时，只需要将金属锂22密封地塞入参比电极孔23中，金属 锂22与模拟电池底座1的内侧壁面平齐，从参比电极孔23的外面拧进参比接 线柱24，然后将从待测电池中解剖出的电芯4放入凹型区域3内，电芯4的 正极极耳5、负极极耳6分别与正连接柱18、负连接柱19连接好，然后在凹
型区域3内注入适量的电解液，该电解液浸没电芯4和金属锂22，最后将模 拟电池盖板2与模拟电池底座1卡合扣好，将紧固螺圈上的螺钉扭紧，便完成了本实用新型的制作。本实用新型的组装过程可以完全在手套箱中完成，操作方便，密封性 好，本实用新型的模拟电池盖板2、待测电池的电芯4与模拟电池底座1的 装配均是可拆卸的，这样使得该模拟电池盖板2和模拟电池底座1可被重复 利用，该模拟电池盖板2和模拟电池底座1可与各种型号的电芯组装成模拟 锂离子电池三电极体系。另外本实用新型在引入参比电极金属锂22时操作较 简单，参比电极的位置固定一致性好，本实用新型的整体结构密封性好，能 够保证三电极体系正常的电化学性能。利用本实用新型的模拟锂离子电池三电极体系进行测试后，该模拟锂离 子电池三电极体系的放电曲线如图5所示，该放电曲线说明该模拟锂离子电 池三电极体系性能良好，测试结果准确。该模拟锂离子电池三电极体系进行循环充放电测试后所得的曲线图表如 图6所示，该模拟锂离子电池三电极体系循环测试50次后容量还剩余94%, 说明该模拟锂离子电池三电极体系性能稳定，测试结果稳定性好。
权利要求1. 一种模拟锂离子电池三电极体系，它设有一个具有凹型区域的模拟电 池底座，该凹型区域内装盛有电芯和浸没该电芯的电解液，其特征在于该 模拟电池底座上方设有一个可拆卸地密封该凹型区域的模拟电池盖板，该模 拟电池底座上的一侧设置有与电芯的正极极耳、负极极耳分别可拆卸连接的 正连接柱、负连接柱，该正连接柱、负连接柱分别与一导出到模拟电池底座 外部的正极接线柱、负极接线柱相连，该模拟电池底座上开设有一个与所述 凹型区域相连通的通孔，该通孔内密封地安装有与凹型区域内的电解液相接 触的参比电极。
2. 如权利要求1所述的一种模拟锂离子电池三电极体系，其特征在于 该模拟电池底座的顶面上开设有密封槽，在模拟电池盖板的底面向下凸出有 与该密封槽形成密封配合的凸块，该模拟电池底座和模拟电池盖板两者之间 还设置有使得它们配合紧密的紧固螺圈。
3. 如权利要求1所述的一种模拟锂离子电池三电极体系，其特征在于-所述正连接柱、负连接柱均由导电压片、导电底片和将该导电压片压紧在导 电底片上的螺钉组成，电芯的正极极耳、负极极耳分别夹在该正连接柱、负 连接柱的导电压片和导电底片之间，通过所述螺钉紧固。
4. 如权利要求1或3所述的一种模拟锂离子电池三电极体系，其特征在于所述正连接柱、负连接柱彼此隔离地嵌入在一绝缘块内，该绝缘块设置 在模拟电池底座上的一侧，通过该绝缘块使正连接柱、负连接柱与模拟电池 底座、模拟电池盖板均绝缘。
5. 如权利要求4所述的一种模拟锂离子电池三电极体系，其特征在于 在所述绝缘块上位于正连接柱、负连接柱的位置分别开设一个与该绝缘块的 外表面相通的孔，在该孔内导出分别与正连接柱、负连接柱的导电底片相连 的正极接线柱、负极接线柱，该正极接线柱、负极接线柱一直导出到模拟电 池底座的外部。
6. 如权利要求1所述的一种模拟锂离子电池三电极体系，其特征在于-所述通孔内紧密装配有参比电极绝缘块，该参比电极绝缘块上开设有与所述 凹型区域相通的参比电极孔，该参比电极孔内塞入有以形成参比电极的金属 锂，该金属锂与一从该参比电极孔内引出到模拟电池底座外部的参比接线柱相连，该参比接线柱上套设有防止电解液从参比电极孔中漏出的密封圈。
7.如权利要求1或6所述的一种模拟锂离子三电极电池，其特征在于-所述电芯是平放在凹型区域内的，所述通孔开设在模拟电池底座上位于该电 芯底部的一侧壁上。
专利摘要本实用新型公开了一种制作方便、密封性好的模拟锂离子电池三电极体系，它设有一个具有凹型区域的模拟电池底座，该凹型区域内装盛有电芯和浸没该电芯的电解液，该模拟电池底座上方设有一个可拆卸地密封该凹型区域的模拟电池盖板，该模拟电池底座上的一侧设置有与电芯的正、负极极耳分别可拆卸连接的正、负连接柱，该正、负连接柱分别与一导出到模拟电池底座外部的正、负极接线柱相连，该模拟电池底座上开设有一个与所述凹型区域相连通的通孔，该通孔内密封地安装有与凹型区域内的电解液相接触的参比电极。本实用新型的组成部件可重复利用，且本实用新型的参比电极的位置固定一致性好，利用本实用新型进行测试后结果较准确。
文档编号H01M10/38GK201038264SQ20072011976
公开日2008年3月19日 申请日期2007年4月25日 优先权日2007年4月25日
发明者丽 傅, 陈国营 申请人:上海比亚迪有限公司