本发明专利技术公开了一种简便的固体电解质电导率测试方法，先从下往上按照多孔金属基材、固体电解质粉末、多孔金属基材的顺序进行压片，其中下层多孔金属基材的尺寸大于上层多孔金属基材的尺寸；采用电化学工作站对压片进行阻抗值测试；根据交流阻抗图确定固体电解质压片的阻抗，计算出电导率。本发明专利技术使用常见的材料和仪器，通过简单的方法可以进行固体电解质电导率的测试，待测样品与阻塞电极之间接触紧密，样品测试的重复性好。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电导率测试方法，具体涉及一种简便的固体电解质电导率测试方 法。
技术介绍
新能源汽车的动力装置核心是动力电池，除了能量密度，电压，循环寿命等参数有 较高的要求，安全是动力电池的首要条件。传统的锂离子电池使用有机溶剂的电解液，在使 用不当条件下容易起火爆炸，使用固体电解质是解决安全问题的根本方法。目前固体电解 质包括聚合物固体电解质和无机固体电解质，其最重要的指标是电导率大小。 通常测试电导率的方法是将固体电解质制成一定厚度和面积的测试片，两边加上 阻塞电极测量其阻抗值，进而计算出电导率。对于无机固体电解质压片后的阻塞电极制备 一般有两种方法：使用离子溅射仪在压片两边喷上金膜，或者在压片两边涂上银胶后退火 形成银膜。使用离子溅射仪往往会出现短路情况且设备要求较高，涂银胶的方法重复性较 差且退火过程可能影响材料本身的性能。 专利公开号CN102323453A公开了一种电导率测试用夹具及其装配方法，通过对 不同的测试对象选用不同的夹持模块完成电导率测试，专利公开号CN201191307Y公开了 一种固体电解质薄膜的测量装置，实现多个待测样品和对比样品在同一环境下测试电导 率，但装置复杂，测试麻烦；专利公开号CN204330723U公开了一种用于固体电解质性能测 试的装置，采用双螺旋结构密封和作为阻塞电极测试。虽然以上专利可以进行固体电解质 电导率的测试，但这些技术阻塞电极与固体电解质之间难以做到分子级别接触，造成界面 电阻很大，影响测试结果的准确性，同时有些技术需要复杂的设备，测试条件苛刻。
技术实现思路
为弥补现有技术的不足，本专利技术提供一种结构简单，操作方便的简便的固体电解 质电导率测试方法。 本专利技术是通过如下技术方案实现的： ，其特征在于：包括以下步骤： (1) 从下往上按照多孔金属基材、固体电解质粉末、多孔金属基材的顺序进行压片，其 中下层多孔金属基材的尺寸大于上层多孔金属基材的尺寸； (2) 采用电化学工作站对压片进行阻抗值测试； (3) 根据交流阻抗图确定固体电解质压片的阻抗，通过公式其中，σ为电解质的电导率（S/cm); 1为电解质压片的厚度（cm); S为电解质压片的面积（cm2); R为交流阻抗图得到的阻抗值（Ω )， 计算待测固体电解质的电导率。 本专利技术的，所述多孔金属基材为导电率 高、价格便宜的金属，进一步优选为泡沫镍，泡沫镍是镍镉和镍氢电池主要原料，市场供应 充足，价格便宜。 本专利技术的，所述固体电解质粉末为氧基固 体电解质，进一步优选为钛酸镧锂或磷酸钛铝锂，聚合物固体电解质由于具有一定形变，可 使用不锈钢片作为阻塞电极的方法，若使用泡沫镍可能刺破聚合物固体电解质，故本方法 不适用聚合物固体电解质。 本专利技术的，所述步骤（1)中压片时选用圆 形模具，圆形模具应力均匀，压片的应力处于压片的圆周边缘且大小相同，去掉压力后便于 保持形状，下层多孔金属基材尺寸与模具相当，上层多孔金属基材为圆形，其面积是下层多 孔基材的0. 87~0. 25倍，进一步优选为0. 75倍，如果两片多孔金属基材大小一样，则由于 应力的作用会出现边缘翘起的现象，这样会造成压片开裂，无法准确测试电导率，下层多孔 金属基材的尺寸大于上层多孔金属基材的尺寸，此时下层多孔金属基材边缘处只承载本身 及电解质压片之间的应力，故不会出现边缘翘起的现象。 进一步，所述圆形模具采用不锈钢材料制成。 本专利技术的，压片时压力为10~30MPa，进 一步优选为24 MPa。 本专利技术的有益效果是：本专利技术使用常见的材料和仪器，通过压片和阻抗测试这种 简单的方法可以进行固体电解质电导率的测试，压片时下层金属基材面积大于上层金属基 材面积，下层多孔金属基材边缘处只承载本身及电解质压片之间的应力，避免出现边缘翘 起现象，待测样品与阻塞电极之间接触紧密，样品测试的重复性好。【具体实施方式】 下面结合【具体实施方式】对本专利技术作进一步详细的说明，实施例仅在于举例说明， 并不对本专利技术的范围进行限定。 实施例1 将泡沫镍冲片制成直径分别为15mm和13mm的圆片，在内径15mm的不锈钢模具内放入 直径15mm的泡沫镍，称量0. 2g钛酸镧锂粉末，放入模具内15mm泡沫镍之上，简单震荡和敲 击保证粉末均匀，再放入13mm泡沫镍。将模具在压片机上压片，压强24MPa保持5分钟，将 样品从模具取出得到镍片/固体电解质片/镍片的三层结构，其中泡沫镍在高压下变成镍 片起到阻塞电极和集流体的作用。 将样品两端镍网分别连接正极和负极，在电化学工作站上测试交流阻抗图，根据 交流阻抗图确定固体电解质压片的阻抗，通过公式其中，σ为电解质的电导率（s/cm); 1为电解质压片的厚度（cm); S为电解质压片的面积（cm2); R为交流阻抗图得到的阻抗值（Ω )， 根据测试的阻抗计算出钛酸镧锂的电导率。 实施例2 将泡沫镍冲片制成直径分别为15mm和Ilmm的圆片，在内径15mm的不锈钢模具内放入 直径15mm的泡沫镍，称量0. 2g钛酸镧锂粉末，放入模具内15mm泡沫镍之上，简单震荡和敲 击保证粉末均匀，再放入I Imm泡沫镍。将模具在压片机上压片，压强30MPa保持5分钟，将 样品从模具取出得到镍片/固体电解质片/镍片的三层结构，其中泡沫镍在高压下变成镍 片起到阻塞电极和集流体的作用。 将样品两端镍网分别连接正极和负极，在电化学工作站上测试交流阻抗图，根据 交流阻抗图确定固体电解质压片的阻抗，计算出钛酸镧锂的电导率。 实施例3 将泡沫镍冲片制成直径分别为15mm和4mm的圆片，在内径15mm的不锈钢模具内放入 直径15mm的泡沫镍，称量0. 2g钛酸镧锂粉末，放入模具内15mm泡沫镍之上，简单震荡和敲 击保证粉末均匀，再放入4mm泡沫镍。将模具在压片机上压片，压强IOMPa保持10分钟，将 样品从模具取出得到镍片/固体电解质片/镍片的三层结构，其中泡沫镍在高压下变成镍 片起到阻塞电极和集流体的作用。 将样品两端镍网分别连接正极和负极，在电化学工作站上测试交流阻抗图，根据 交流阻抗图确定固体电解质压片的阻抗，计算出钛酸镧锂的电导率。【主权项】1. ，其特征在于：包括以下步骤： (1) 从下往上按照多孔金属基材、固体电解质粉末、多孔金属基材的顺序进行压片，其 中下层多孔金属基材的尺寸大于上层多孔金属基材的尺寸； (2) 采用电化学工作站对压片进行阻抗值测试； (3) 根据交流阻抗图确定固体电解质压片的阻抗，通过公式其中，σ为电解质的电导率（S/cm); 1为电解质压片的厚度（cm); S为电解质压片的面积（cm2); R为交流阻抗图得到的阻抗值（Ω )， 计算待测固体电解质的电导率。2. 根据权利要求1所述的，其特征在于：所述 多孔金属基材为导电率高、价格便宜的金属。3. 根据权利要求1所述的，其特征在于：所述 固体电解质粉末为氧基固体电解质。4. 根据权利要求2所述的，其特征在于：所述 多孔金属基材为泡沫镍。5. 根据权利要求3所述的，其特征在于：所述 固体电解质粉末为钛酸镧锂或磷酸钛铝锂。6. 根据权利要求1所述的，其特征在于：所述 步骤（1)中压片时选用圆形模具，下层多孔金属基材尺寸与模具相当，上层多孔金属基材为 圆形，其面积本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种简便的固体电解质电导率测试方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）从下往上按照多孔金属基材、固体电解质粉末、多孔金属基材的顺序进行压片，其中下层多孔金属基材的尺寸大于上层多孔金属基材的尺寸；（2）采用电化学工作站对压片进行阻抗值测试；（3）根据交流阻抗图确定固体电解质压片的阻抗，通过公式，其中，σ为电解质的电导率（S/cm）； l为电解质压片的厚度（cm）； S为电解质压片的面积（cm2）； R为交流阻抗图得到的阻抗值（Ω），计算待测固体电解质的电导率。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张庆朋，赵成龙，李丽，王瑛，王龙，陈建伟，于文倩，王超武，
申请(专利权)人：山东玉皇新能源科技有限公司，山东玉皇化工有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37
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