电池极片产气原位检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种电池极片产气原位检测装置，其包括：电池夹具，其包括上夹具和下夹具，并由上夹具和下夹具限定出用于固定电池芯体的密封腔室，上夹具具有气密接口；电池芯体，其至少包括待测极片；以及气体导出装置，连接于气密接口，并用于连接气体检测装置，以将测试过程中产生的气体导向气体检测装置。本发明专利技术的电池极片产气原位检测装置，结构简单，安装方便，可以适用多种液态锂电池体系，及固态锂电池、钠离子电池等电池体系的检测需要，并可以进行产气测量及机理研究，检测准确可靠。

【技术实现步骤摘要】
电池极片产气原位检测装置
本专利技术涉及电池技术，特别是涉及一种电池极片产气原位检测装置。
技术介绍
近年来，锂离子电池在3C(计算机Computer、通信Communication和消费类电子产品ConsumerElectronics)、电动车、储能等领域有着越来越广泛的应用。锂电池在生产和使用过程中，部分材料会伴有产气的现象。电池材料体系的产气与活性材料、电解液以及使用条件有着一定关系，例如在过充条件下正极材料析氧，高温引起电解液反应形成产气等。商业电池在使用过程中，过度产气会引起电池结构变形、内压过大，并可能导致安全事故。在新电池体系及材料的研究过程中，如固态锂电池、钠离子电磁等，对其产气机理的研究对有效提高电池性能及避免安全问题有着重要意义。现有技术的产气研究方法大多是通过制备软包电芯，进行模拟使用，并对其中产气进行收集，移出并进行成分及含量的测试。该方法无法做到原位检测分析，并且对电池活性材料、电解液等关键材料的用量有着一定要求。此外，采用该测试技术，无法对失效电芯内相关材料的产气行为进行模拟分析。因此，对少量关键材料研究及失效电芯分析带来不便。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是要提供一种满足在电池材料研究及失效研究过程中对产气原位测试和机理研究的电池极片产气原位检测装置。本专利技术一个进一步的目的是要使得电池极片产气原位检测装置便于操作和分析。本专利技术另一个进一步的目的是要提高检测准确性。特别地，本专利技术提供了一种电池极片产气原位检测装置，其包括：电池夹具，其包括上夹具和下夹具，并由上夹具和下夹具限定出用于固定电池芯体的密封腔室，上夹具具有气密接口；电池芯体，其至少包括待测极片；以及气体导出装置，连接于气密接口，并用于连接气体检测装置，以将测试过程中产生的气体导向气体检测装置。可选地，电池芯体包括：依次叠放的待测极片、电池隔膜、以及锂片，并且待测极片、电池隔膜、以及锂片之间分别被纤维膜分隔；并且密封腔内还灌注有电解液。可选地，电池芯体还包括：限位件，布置于待测极片上部，并且限位件与待测极片之间也由纤维膜分隔，限位件包括：绝缘垫片以及极片固定片，其中央分别开有限位孔；金属弹簧片以及金属垫片，布置于限位孔内，用于限定其下方的待测极片、电池隔膜、以及锂片的纵向位置。可选地，待测极片的直径范围为18mm至22mm之间；锂片的直径大于待测极片的直径，并且锂片的直径范围为22mm至24mm之间。可选地，气体导出装置包括：气路密闭卡扣，连接气密接口；气体导管，通过气路密闭卡扣连接气密接口，并通向气体检测装置；以及气液分离膜，设置于气密接口处，用于避免液体进入气体导管。可选地，上述电池极片产气原位检测装置还包括：冷凝装置，套接于气体导管的外侧，用于冷却气体导管通过的气体。可选地，上述电池极片产气原位检测装置还包括：气体净化开关，设置在气体导管内，其具有开闭气体导管的开闭阀以及连接供气设备的净化阀；并且在开始检测前，开闭阀关闭，而净化阀打开，以使供气设备提供清理气流对气体导管进行净化。可选地，气体导管的内径小于或等于0.75mm，其长度小于或等于120mm。可选地，上述电池极片产气原位检测装置还包括：电路模拟装置，连接至上夹具以及下夹具，并用于在检测过程中模拟电池使用电路。可选地，上述电池极片产气原位检测装置还包括：调温装置，用于向模拟电池提供检测所需的温度环境，温度环境为的控温范围为-20至80℃。本专利技术的电池极片产气原位检测装置，利用电池夹具，形成固定电池芯体的密封腔室，待测极片可以方便地布置在密封腔室中，结构简单，安装方便，可以适用多种液态锂电池体系，及固态锂电池、钠离子电池等电池体系的检测需要，并可以进行产气测量及机理研究。进一步地，本专利技术的电池极片产气原位检测装置，通过对电池芯片的构造进行改进，可有效保有电解液并顺畅导出产气。更进一步地，本专利技术的电池极片产气原位检测装置，通过对气体导出装置以及气密接口的改进，可以避免液体进行入气体检测装置，并且可以排除杂质气体，提高检测精度。根据下文结合附图对本专利技术具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本专利技术的上述以及其他目的、优点和特征。附图说明后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本专利技术的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：图1是根据本专利技术一个实施例的电池极片产气原位检测装置的示意图；图2是根据本专利技术一个实施例的电池极片产气原位检测装置的部件分解图；图3是根据本专利技术一个实施例的电池极片产气原位检测装置中电池芯体的部件分解图；以及图4是根据本专利技术一个实施例的电池极片产气原位检测装置检测环境的示意图。具体实施方式图1是根据本专利技术一个实施例的电池极片产气原位检测装置的示意图。图2是根据本专利技术一个实施例的电池极片产气原位检测装置的部件分解图。图3是根据本专利技术一个实施例的电池极片产气原位检测装置中电池芯体100的部件分解图。图4是根据本专利技术一个实施例的电池极片产气原位检测装置检测环境的示意图。本实施例的电池极片产气原位检测装置一般性地可以包括：电池夹具300、电池芯体100、气体导出装置200。电池夹具300可以包括上夹具330和下夹具340，并由上夹具330和下夹具340限定出用于固定电池芯体100的密封腔室，上夹具330具有气密接口222。上夹具330和下夹具340分别具有相对延伸的仓壁，以通过仓壁的配合形成密封腔室。上夹具330和下夹具340可以通过螺栓310和螺栓绝缘套320进行固定。该电池芯体100至少包括待测极片136。电池芯体100的一种可选结构为依次叠放待测极片136、电池隔膜137、以及锂片138，并且待测极片136、电池隔膜137、以及锂片138之间分别被纤维膜135分隔。电池芯体100还可以包括限位件，布置于待测极片136上部，并且限位件与待测极片136之间也由纤维膜135分隔。限位件可以包括：绝缘垫片131、极片固定片132、金属弹簧片133、金属垫片。绝缘垫片131和极片固定片132的中央分别开有限位孔；金属弹簧片133和金属垫片布置于限位孔内，用于限定其下方的待测极片136、电池隔膜137、以及锂片138的纵向位置。上夹具330、下夹具340、金属弹簧片133、金属垫片可以分别为不锈钢材质、绝缘垫片131、极片固定片132可以使用聚四氟乙烯材料制成。采用这些结构的情况下，电池芯体100包括依次叠放的：聚四氟乙烯绝缘垫片131、不锈钢弹簧片、不锈钢金属垫片、聚四氟乙烯极片固定片132、纤维膜135、待测极片136、纤维膜135、电池隔膜137、纤维膜135、金属锂片138。其中聚四氟乙烯绝缘垫片131、聚四氟乙烯极片固定片132位于圆环状，其中部的孔用于放置不锈钢弹簧片和不锈钢金属垫片，不锈钢弹簧片用于限定电池芯体100各层的纵向位置。下夹具340的仓壁可以插入聚四氟乙烯绝缘垫片131上的密封槽中，上夹具330的仓壁位于聚四氟乙烯绝缘垫片131的外周，形成密封结构。在电池芯体100安装完成后，密封腔内还可以灌注有电解液。如果待测极片136为固态电池则无需注入电解液。本实施例的电池极片产气原位检测装置中可以采用直径较大的待测极片136进行检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池极片产气原位检测装置，其特征在于包括：电池夹具，其包括上夹具和下夹具，并由所述上夹具和所述下夹具限定出用于固定电池芯体的密封腔室，所述上夹具具有气密接口；所述电池芯体，其至少包括待测极片；以及气体导出装置，连接于所述气密接口，并用于连接气体检测装置，以将测试过程中产生的气体导向所述气体检测装置。

【技术特征摘要】
1.一种电池极片产气原位检测装置，其特征在于包括：电池夹具，其包括上夹具和下夹具，并由所述上夹具和所述下夹具限定出用于固定电池芯体的密封腔室，所述上夹具具有气密接口；所述电池芯体，其至少包括待测极片；以及气体导出装置，连接于所述气密接口，并用于连接气体检测装置，以将测试过程中产生的气体导向所述气体检测装置。2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于所述电池芯体包括：依次叠放的所述待测极片、电池隔膜、以及锂片，并且所述待测极片、所述电池隔膜、以及所述锂片之间分别被纤维膜分隔；并且所述密封腔内还灌注有电解液。3.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于所述电池芯体还包括：限位件，布置于所述待测极片上部，并且所述限位件与所述待测极片之间也由纤维膜分隔，所述限位件包括：绝缘垫片以及极片固定片，其中央分别开有限位孔；金属弹簧片以及金属垫片，布置于所述限位孔内，用于限定其下方的所述待测极片、电池隔膜、以及锂片的纵向位置。4.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于所述待测极片的直径范围为18mm至22mm之间；所述锂片的直径大于所述待测极片的直径，并且所述锂片的直径范围为22mm至24mm之间。...

【专利技术属性】
技术研发人员：王其钰，张杰男，郑杰允，禹习谦，李泓，
申请(专利权)人：中国科学院物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11