一种电解液锂离子迁移性能的测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于测试设备技术领域，尤其涉及一种电解液的锂离子迁移性能的测试装置，包括容器和与所述容器匹配的密封盖，所述密封盖上设有电极，所述电极的一端和置于所述容器内的固定管相连，另一端穿过密封盖上的中心插孔露出用于连接测试仪器的测试接头。相对于现有技术，本实用新型专利技术中采用的固定管和电极的组装结构，一方面可以使锂片的正对面积和距离得以固定，从而提高测试重复性和可操作性；同时可以使测试锂片在固定管和电极的挤压接触良好，防止测试过程中锂片位置和距离的改变，提高测试的准确率。此外，本实用新型专利技术结构简单，既能测试电解液的锂离子迁移数，又能测试电解液的电导率，其测试的对象包括各种液态电解液，也包括凝胶电解液。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于测试设备
，尤其涉及一种电解液的锂离子迁移性能的测试装置。
技术介绍
锂离子电池已经在便携式电子设备中得到了广泛的应用。随着信息时代的到来，其应用范围正在迅速扩展。为了提高锂离子电池的性能，以适应各个领域商业化应用的需要，高性能电池材料的研制已经成为目前的研究热点。非水电解质是锂离子电池的重要组成部分，它是电池中传导电荷和反应物质——锂离子的介质，电池工作电流的大小决定于锂离子在非水电解质中传输的速度。电解质中 Li+的迁移特性包含电导率和Li+迁移数两个方面的内容。电导率是电解质的一个重要物化特性参数，它反应了电解质传导电流的速度。锂离子电池工作时，Li+是在正负极上发生嵌入/脱嵌反应的唯一物质，因此Li+的迁移数对电池性能具有较大影响。关于电解液的电导率和Li+迁移数，早期的研究工作主要是借助溶液理论，建立物理模型，并辅以理论计算而进行的。理论计算对锂离子电池电解液的电导率、缔合度和离子迁移数等研究具有理论指导意义。但物理模型的建立需要花费很长时间去研究，并且也需要试验去验证该模型的正确性，并不能马上得到比较准确可靠的实验结果。电化学实验分析方法中最经典的方法是Bruce等人于1987年在《Vincent C A,Bruce P G. Polymer》28期2324-2328页首次提出的AC阻抗法和DC极化相结合的方法。周如琪等人于1996年在《电化学》第二卷第一期41-46页上大致描述了所涉及的分步测试装置雏形先是采用不锈钢I电解液I不锈钢体系；然后采用锂片I电解液I锂片体系。随后，Vincenzo 等人于 2005 年在((Journal of Power Sources)) 141 期 167-170 页中描述了直接测试两电极非阻塞电池的装置将锂片和不锈钢电极紧紧贴在一起，两个对称的电极间用隔膜进行阻挡，将全部的装置浸没在电解液中进行测试。周如琪和Vincenzo等人的装置虽然能测定锂离子迁移数，但因为锂片正对面积难以一致、两电极间的距离不完全固定、电极和锂片的紧密贴合存在一定的难度等因素，容易出现测试重复性差、不易操作等问题。更值得一提的是，这些装置并不能在准确测试锂离子迁移数的同时，测量Li+的迁移特性的另外一个衡量参数——电导率。有鉴于此，确有必要提供一种电解液锂离子迁移性能的测试装置，该装置既能准确的测试电解液的锂离子迁移数，同时又可以得出该电解液的电导率。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术的不足，而提供一种电解液锂离子迁移性能的测试装置，该装置既能准确的测试电解液的锂离子迁移数，同时又可以得出该电解液的电导率。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案一种电解液锂离子迁移性能的测试装置，包括容器和与所述容器匹配的密封盖，所述密封盖上设有电极，所述电极的一端和置于所述容器内的固定管相连，另一端穿过密封盖上的中心插孔露出用于连接测试仪器的测试接头。其中，所述的电极为惰性导电金属材料，如钨、钛、钼等，以防止电极与电解液的微弱反应，减少测试浓差极化的出现，提高测试的准确率；所述的容器和密封盖皆为铁氟龙等高分子绝缘耐腐蚀材料，以防止电解液对容器和密封盖的腐蚀。作为本技术电解液锂离子迁移性能的测试装置的一种改进，所述固定管上设有渗液孔。作为本技术电解液锂离子迁移性能的测试装置的一种改进，所述固定管两端设置有螺纹结构。固定管和电极的组装的作用在于一方面可以使锂片的正对面积和距离得以固定，同时可以使测试锂片在固定管和电极的挤压 接触良好，防止测试过程中锂片位置和距离的改变，提高测试的准确率。作为本技术电解液锂离子迁移性能的测试装置的一种改进，所述电极的数量为两个，所述电极和固定管通过螺纹连接。作为本技术电解液锂离子迁移性能的测试装置的一种改进，所述容器的壁上设置多个密封柱，密封盖上设置有与所述密封柱对应的周边插孔。作为本技术电解液锂离子迁移性能的测试装置的一种改进，所述密封柱上端设置有螺丝。从而可以有效地使电解液在测试时期保持密封状态。作为本技术电解液锂离子迁移性能的测试装置的一种改进，所述密封盖上设置有与所述容器的开口匹配的凸台，从而能够使电解液在测试时期保持密封状态。相对于现有技术，本技术中采用的固定管和电极的组装结构，一方面可以使锂片的正对面积和距离得以固定，从而提高测试重复性和可操作性；同时可以使测试锂片在固定管和电极的挤压接触良好，防止测试过程中锂片位置和距离的改变，提高测试的准确率。此外，本技术结构简单，既能测试电解液的锂离子迁移数，又能测试电解液的电导率，其测试的对象包括各种液态电解液，也包括凝胶电解液，从而为电解液中Li+的迁移特性的评估提供准确的数据支持，进而为准确评估电池性能提供了可靠的手段。附图说明图I为本技术的主视结构示意图；图2为本技术的俯视结构示意图；图3为本技术中电极和固定管连接部分的结构示意图。具体实施方式如图I至3所示，本技术一种电解液锂离子迁移性能的测试装置，包括容器I和与所述容器I匹配的密封盖2，所述密封盖2上设有电极3，所述电极3的一端和置于所述容器I内的固定管4相连，另一端穿过密封盖2上的中心插孔6露出用于连接测试仪器的测试接头7。其中,所述固定管4上设有渗液孔11。所述固定管4两端设置有螺纹结构。所述电极3的数量为两个，所述电极3和固定管4通过螺纹连接(如图3所示)。所述容器I的壁上设置多个密封柱8，密封盖2上设置有与所述密封柱8对应的周边插孔9(如图2所示)。所述密封柱8上端设置有螺丝10。所述密封盖2上设置有与所述容器I的开口匹配的凸台。采用本技术测试锂离子迁移数的原理及方法如下基于AC (交流阻抗法)和DC (恒压极化法)测试锂离子迁移数的计算公式为L =-— 其中I0-DC过程得到的初始电流值(A)is-DC过程得到的稳定电流值(A)!^’-。 前么^则试得出的^+^^⑴’其中’^为电子转移电阻(resistance ofcharged transfer)，Rfilm 为薄膜电阻(resistance of film)。Rs，-DC 前 AC 测试得出的 Rct，+Rfil/ ( Q )A V-DC时所施加的恒定电压(V)t+_锂离子迁移数。其中Rc/和Rs ’需要对AC谱图进行拟合，常用Z-VIEW软件。同时，可以根据拟合的结果中的Re(本体电阻)以及锂片的正对面积推算电解液的电导率的计算公式为Conductivity = aXLX (ReXArea)-Ia-夹具的校正因子，无量纲单位；L-锂片间的正对距离(cm);Re-本体电阻(Q);Area-锂片正对面积(cnT2)；Conductivity-电解液电导率(s/cm)。操作准备完成后，进行电化学工作站的测试工作，测试顺序为进行AC测试，得到Re和R。’ ；进行DC测试，得到iQ和is，以及A V ;再次进行AC测试,得到Re’和Rs’ ；将所得的k is，Rc/，Rs’和A V代入到公式中求得锂离子迁移数；将所得到的Re及相关固定参数a，L，Re和Area代入求得电解液电导率值。本技术的使用方法如下将本技术的装置采用超声处理，分别用清水、无水乙醇清洗，然后在真空85°C烘干I小时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电解液锂离子迁移性能的测试装置，其特征在于：包括容器(1)和与所述容器(1)匹配的密封盖(2)，所述密封盖(2)上设有电极(3)，所述电极(3)的一端和置于所述容器(1)内的固定管(4)相连，另一端穿过密封盖(2)上的中心插孔(6)露出用于连接测试仪器的测试接头(7)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭佳丽，李乐华，
申请(专利权)人：宁德新能源科技有限公司，东莞新能源科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：