[发明专利]一种可对金属空气扣式电池进行测试的装置

说明书

本发明专利公布了一种可对金属空气扣式电池进行测试的装置，属于电池材料测试设备及研究领域，本装置可以对一个或多个金属空气扣式电池进行电化学测试，通过测试箱两端气体通道和测试箱内的气体通路为金属空气扣式电池的测试提供一个所需气体测试环境，同时通过可调节高度的扣式电池固定座的设计来适应不同厚度的扣式电池的测试，整个测试箱通过密封圈及密封垫片来密封，不使用任何粘结剂，有利于进行长期测试，防止由于粘结剂老化而引起的泄露，测试箱体积小，方便放置，使用对酸，碱及化学溶剂稳定的材料制造，可以在严苛的测试环境中使用，同时具有安装拆卸方便的优点。

技术领域

本发明涉及对金属空气扣式电池进行电化学测试用设备领域，特别是对于金属氧气电池及金属二氧化碳电池的电极材料进行电化学测试与表征。

背景技术

锂离子电池广泛应用于新能源汽车及可移动便携式电子设备，但锂离子电池的容量受电极材料的限制达不到人们对高容量高性能的可充放电电池的需求，新型金属空气电池(包括氧气及二氧化碳电极)可以弥补锂离子电池容量不高的缺点。但目前金属空气电池的研究还在初始阶段，尚未达到大规模工业化应用的程度。由于金属空气电池所涉及的电极反应及其复杂，为了弄清金属空气电池的反应机理，科学研究通常在特定气氛下，而不是直接在空气中进行。实验室一般是采用Swagelok型模具对金属空气电池的电极材料在特定气氛下进行研究。 Swagelok型模具组装较为复杂且一次只能对单一电极材料进行测试。另一种方式是利用测试箱将带孔的扣式电池放置于其中对电极材料进行研究。目前市场上销售的测试箱体积庞大，通常利用航空插头将电极引出测试箱，航空插头通常由粘结剂进行密封，不适用于在酸碱及有机溶剂条件下长期使用。相关的专利有公告号为CN 207457455U的中国实用新型专利，公开了“一种金属空气电池用测试箱”,其中箱体结构为有机玻璃结构，使用航空插头将电极引出测试箱。另公告号为CN 206292647 U的中国实用新型专利，公开了“一种可控制金属空气电池电化学性能测试气氛的装置”，其中测试腔体为玻璃瓶，瓶口通过法兰密封，电极通过电极连接在法兰上的开孔穿出并用密封胶密封。以上两种专利均利用电池夹具来放置扣式空气电池，通过焊接及电线将电池夹具连接到外电路，电池夹具及焊接点在长期使用的过程中容易磨损而引起断路。综上所述，金属空气扣式电池测试箱需要进一步改进，需要一种结构简单，气密性高、拆卸维护方便，体积小，适于长期使用的测试装置。

发明内容

针对以上问题，本发明提供一种测试装置，其结构简单，拆卸维护方便，体积小，不使用焊接及密封胶，适用于对单个或多个金属空气扣式电池进行电化学测试，同时该装置也适用于对金属扣式离子电池的研究。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：构建可对金属空气扣式电池进行电化学测试的测试装置，其中可密闭的箱体包括上下两部分，测试箱底座和测试箱上座，通过O-型密封圈进行密封，同时三个相同的螺钉将通过测试箱底座螺栓孔和测试箱上座螺栓孔将测试箱主体固定；测试箱底座前方有正极连接口，测试箱上座前方设有负极连接口，两个接口均设有圆柱形或六边柱形凹槽，用于和另配备的香蕉插头进行连接到外电路，通过电化学工作站精确控制电流和电压；正极连接口通过扣式电池托与扣式电池正极进行连接；负极连接口通过负极连接柱与固定在扣式电池托中的扣式电池负极进行连接；测试箱上座两侧边设有气体通道进口和气体通道出口，进口和出口位置可以互换，气体通过气体通道进口和气体通道出口对测试箱内的气体进行交换，可以通过外置阀门关闭气路。

上述的箱体，为聚醚醚酮或聚苯硫醚，可在密闭的空间为提供气体流通提供通路，通过关闭外置阀门，可提供气体存贮的空间，适用于金属空气电池，金属二氧化碳电池及金属离子电池的电化学测试，通过0-型密封圈进行密封。