[实用新型]一种用于全固态电池的电化学表征装置

说明书

技术领域

本实用新型属于全固态锂离子电池领域，更具体地，涉及一种用于全固态电池的电化学表征装置。

背景技术

近年随着电脑、照相机和手机等信息装置和通讯装置的快速普及，对于作为这些装置电源的电池的开发越来越受到业界重视。此外，在汽车产业领域，纯电动汽车或者混合电动汽车所需要的高功率密度和高容量的电池也正在大力开发。目前的多种电池体系中，锂离子电池由于其高能量密度而备受各界关注。

目前市场上的锂离子电池由于使用可燃性的有机溶液作为电解液，导致需要安装应对短路引起温度升高的装置，以及改善构造和材料以防止短路。利用固体电解质代替有机电解液，使电池变为全固态电池，电池内不再使用可燃性的有机溶液，可以简化安全装置，便于生产，并且降低电池的生产制造成本。

现在在对固体电解质以及全固态电池做相应电化学表征(充放电实验、交流阻抗、循环伏安和直流极化等)时，采用集流体、电极、电解质构成的层状结构。电解质层和电极层通常采用粉末成型法构造。在该类全固态电池中，为了各层之间良好的接触，需要施加一定的压力。另外，因为正负极材料或/和固体电解质材料(例如，硫化物固体电解质，金属Li片负极)对气氛的苛刻要求，所以需要一个惰性气体保护的密闭环境。考虑到这些要求，例如，在做基于硫化物固体电解质的全固态电池的电化学表征时，通常的方法为：在粉末压片冲模内使粉体成型制成层状的全固态电池，将包含样品的粉末压片冲模置于压片机下并施加一定的压力，引入电学信号到氩气保护的手套箱内，然后再连接到粉末压片冲模的上冲模头和下冲模头上进行电化学表征。

目前这种测量方式的缺点在于：(1)引入电学信号到手套箱内需要对手套箱内的电线路做预设或改造，带来诸多不便。(2)电池易受外界影响，造成短路、断路等。(3)对空间和时间的浪费，手套箱内能放置的压片机数量有限，压片机下设置好电池后，为了制造一个稳定的测试环境，避免在手套箱内进行其他实验操作。由于对装置的占用，在做多个样品和/或多个条件分析时，只能依次进行，大大降低了测试效率。例如，在多个样品的不同充放电制度下的实验时，不能较好的利用电池充放电仪器的多通道功能，耗费过多的时间。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种用于全固态电池样品的电化学表征装置；其目的在于将全固态电池样品密封于装置内部，以便在手套箱外连接电化学测试仪器进行电化表征。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种用于全固态电池样品的电化学表征装置，包括以绝缘连接机构固定的导电底座与导电壳体，所述导电底座与导电壳体之间设置有绝缘的弹性密封结构，以构成密封的表征区；

所述表征区的底部设置有表征模具，所述表征模具的中部设置有样品槽，所述样品槽的周向为绝缘材料，所述样品槽的底部为导电材料且与所述导电底座相连；

所述导电壳体顶部的下表面连接有导电加压螺杆，所述导电加压螺杆的下端与所述样品槽相配合，共同用于固定全固态电池样品；

所述导电底座以及导电壳体上分别设置有导电极耳，用于连接电化学表征设备。

优选地，所述绝缘的弹性密封结构为橡胶圈。

优选地，所述导电底座与导电壳体的固定部位相对设置有通孔，所述绝缘连接机构包括绝缘套、绝缘垫片、螺栓以及蝶形螺母；所述螺栓从底部穿越所述相对设置的通孔，并在导电壳体的上端通过蝶形螺母固定，以连接所述导电底座与导电壳体，所述绝缘套设置于所述导电壳体与所述螺栓之间，用于保证导电壳体与螺栓之间绝缘，所述绝缘垫片设置于所述导电壳体与所述蝶形螺母、以及所述导电底座与所述螺栓之间，不仅用于保证绝缘，还起到了缓冲功能。

优选地，所述样品槽的内径为8mm～15mm。

优选地，所述导电加压螺杆包括上部固定端以及下部加压端；所述上部固定端与导电壳体顶部的下表面连接，所述下部加压端的下端作为所述导电加压螺杆的下端；所述上部固定端的下端固定有滚珠，所述滚珠与下部加压端的顶部紧密接触，以保证在所述下部加压端晃动时，上部固定端仍能向所述下部加压端施加压力。

优选地，所述导电壳体包括壳帽以及壳身，所述壳帽作为所述导电壳体顶部，所述壳帽的底部设置有突起状螺纹，所述壳身的顶端设置有螺孔；所述突起状螺纹与所述螺孔相配合，用于连接所述壳帽以及壳身。

作为进一步优选地，所述壳帽与壳身之间设置有弹性密封结构。

作为更进一步优选地，所述弹性密封结构为橡胶圈。