一种热电池单体电池测试装置及单体电池测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于热电池技术领域，涉及一种热电池单体电池测试装置及单体电池测试方法。该装置包括气路系统、温度控制系统、单体电池装配系统、单体电池测试系统；单体电池装配系统包括底座1、绝缘片2、连接有负极电流电压采集线的负极集电片3、固定模4、单体电池5、连接有正极电流电压采集线的正极集电片6、绝缘片7、压头8、顶板9、紧固螺丝10、压头紧固螺丝11。使用本发明专利技术的热电池单体电池测试装置进行单体电池测试，能够节省时间，降低研发成本；缓解研发过程中新型材料产量与传统热电池测试过程中所需粉料量之间的矛盾；利于开展不同体系热电池的系列化研究。

【技术实现步骤摘要】
一种热电池单体电池测试装置及单体电池测试方法
本专利技术涉及热电池
，具体涉及一种热电池单体电池测试装置及单体电池测试方法。技术背景热电池是一种重要的军用储备电源，其发展水平直接影响国家国防军事水平高低。为提升热电池的放电性能，国内多家高校、科研院所及热电池厂家都在积极从事热电池性能研发工作，尤其是对热电池用正负极材料和电解质材料的研究。常用的热电池测试方法为使用成品单元热电池，而单元热电池是由若干个单体电池通过串并联组装成的，不仅制作时间长，人工成本和结构件成本较高，而且所需粉料量大，与研发过程中新型材料产量低之间存在矛盾。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决常规热电池性能测试过程中，热电池制备时间过长、研发成本高、粉料量需求量大但实际供给不足、难于进行系列化研究等问题，提供一种热电池单体电池测试装置及单体电池测试方法。为了达到上述目的，本专利技术提供一种热电池单体电池测试装置，包括气路系统、温度控制系统、单体电池装配系统、单体电池测试系统。上述的一种热电池单体电池测试装置,所述的单体电池装配系统位于温度控制系统内,气路系统与温度控制系统相连，单体电池测试系统与单体电池装配系统相连；上述的一种热电池单体电池测试装置,所述单体电池装配系统具有底座1，底座1中部设有凹槽Ⅰ,底座1周边设有螺栓孔，从凹槽Ⅰ的底部开始，由下至上依次设有第一绝缘片2、连接有金属导线的负极集电片3、固定模4、单体电池5、连接有金属导线的正极集电片6、第二绝缘片7、压头8和顶板9；所述顶板9周边设有与底座1相对应的螺栓孔,紧固螺丝10通过螺栓孔将底座1和顶板9紧固为一体；所述固定模4为圆环型,单体电池5放置在固定模4的圆环内。上述的一种热电池单体电池测试装置,所述圆环型固定模4的内径与单体电池的外直径相匹配,所述固定模4的厚度小于单体电池5的厚度。上述的一种热电池单体电池测试装置,所述压头8顶部的中心处设有凸台，所述顶板9底面的中心处设有与凸台形状相匹配的凹槽Ⅱ，所述凹槽Ⅱ的深度大于凸台的高度；所述凹槽Ⅱ底部的中心处开有螺纹通孔，压头紧固螺丝11通过螺纹通孔作用压头8，将底座1、第一绝缘片2、连接有金属导线的负极集电片3、固定模4、单体电池5、连接有金属导线的正极集电片6、第二绝缘片7、压头8和顶板9紧固为一体。上述的一种热电池单体电池测试装置,所述单体电池5是将石墨基片、负极材料、隔膜材料、正极材料在5t-10t压力下制成。上述的一种热电池单体电池测试装置，所述负极材料为LiB合金；所述隔膜材料的具体为：三元全锂电解质LiF-LiCl-LiBr与MgO的混合物；所述正极材料的制备方法为：取NiS2+FeS2粉料、Li2O和二元电解质LiCl-KCl，分别进行真空干燥处理，将真空干燥后的NiS2+FeS2粉料、Li2O及二元电解质LiCl-KCl，按照80wt％:3wt％:17wt％比例进行混合，将混合料球磨，锂化，粉碎，筛分，真空干燥，封存。所述的FeS2+NiS2粉料由FeS2粉料和NiS2粉料混合制成，其摩尔比为1:1。上述的一种热电池单体电池测试装置，所述的底座1、压头8、顶板9的材质为不锈钢材质；第一绝缘片2和第二绝缘片7为人造云母片或天然云母片；正极集电片6和负极集电片3的材质为镍片；固定模4为有孔人造云母垫或有孔石棉垫；金属导线是铜丝或银丝。上述的一种热电池单体电池测试装置，所述单体电池测试系统具有与负极集电片3金属导线连接的负极电流电压采集线，与正极集电片6金属导线连接的正极电流电压采集线，用于单体电池5进行电性能进行表征。上述的一种热电池单体电池测试装置，所述温度控制系统为具有升温控制的管式热炉，在单体电池5测试过程中，将单体电池装配系统置于恒温的炉管内。一种热电池单体电池测试方式，包括以下步骤：1)启动温度控制系统的升温程序，并开启气路系统，向温度控制系统通入惰性保护气体；2)待温度恒定后，将单体电池装配系统放入达到恒温的温度控制系统内；3)通过单体电池测试系统连接好单体电池装配系统中正极集电片6的金属导线和负极集电片3的金属导线，进行单体电池性能测试。本专利技术的有益效果：本专利技术通过使用热电池单体电池测试装置进行单体电池测试，能够节省传统热电池测试过程中制造成品热电池所需时间，降低研发成本。本专利技术通过使用热电池单体电池测试装置进行单体电池测试，能够缓解研发过程中新型材料产量与传统热电池测试过程中所需粉料量之间的矛盾。本专利技术通过使用热电池单体电池测试装置进行单体电池测试，利于开展不同体系热电池的系列化研究。本专利技术中使用的热电池装配系统中，固定模能够保证待测单体电池在集电片上的相对位置，防止在装配过程中因单体电池位置偏移超出集电片范围造成测量数据不准确；压头紧固螺丝在旋紧过程中对单体电池中心位置施压，能够保证单体电池在模具中受力均匀，与正负集电片贴合度高，接触内阻低。本专利技术中使用的单体电池测试方法简单，易于操作，可加快研发单体电池进程。附图说明图1为本专利技术单体电池装配系统结构示意图，图中：1—底座、2—第一绝缘片、3—负极集电片、4—固定模、5—单体电池、6—正极集电片、7—第二绝缘片、8—压头、9—顶板、10—紧固螺丝、11—压头紧固螺丝、Ⅰ—凹槽、Ⅱ—凹槽。图2为单体电池测试曲线。具体实施方式：实施例1(一)单体电池制备单体电池5包括石墨基片、负极材料、隔膜材料、正极材料。1)负极材料：所述的负极材料为LiB合金；2)隔膜材料的制备：取三元全锂电解质LiF-LiCl-LiBr和MgO，按质量比，三元全锂电解质LiF-LiCl-LiBr：MgO＝1:1，混合均匀。所述的三元全锂电解质LiF-LiCl-LiBr，按重量百分比，由9.6％无水LiF、22％无水LiCl和68.4％LiBr组成。3)正极材料的制备：a)真空干燥：分别取NiS2、FeS2、Li2O和二元电解质LiCl-KCl，放入真空干燥箱内干燥，干燥温度为120±10℃，相对真空度≤-0.09Mpa，干燥时间为8小时。所述的二元电解质LiCl-KCl由45wt％无水LiCl和55wt％无水KCl组成。b)球磨：将真空干燥后的FeS2+NiS2粉料(摩尔比为1:1)、Li2O及二元电解质LiCl-KCl，按照80wt％:3wt％:17wt％比例进行混合，将混合料进行球磨处理4小时。c)锂化：将球磨处理后的材料在氩气条件下升温至420±10℃，升温速率为5℃/min，锂化8小时，得正极材料。d)粉碎、筛分：将正极材料进行粉碎处理后，用80～100目的筛网筛分，取筛下物。e)真空干燥：将筛分后的正极材料放入到真空干燥箱内干燥，干燥温度为180±10℃，相对真空度≤-0.09Mpa，干燥时间为8小时。冷却后封存。在的单体电池模具内，加入正极材料，铺平，用1t压力预压；再加入隔膜材料，铺平，用1t压力预压；在隔膜材料上方放入一片LiB合金，作为负极；最后放入一片石墨纸，7t压力成型，退模，制得单体电池5。(二)热电池单体电池测试装置一种热电池单体电池测试装置，该装置包括气路系统、温度控制系统、单体电池装配系统、单体电池测试系统。图1为单体电池装配系统。所述的单体电池装配系统位于温度控制系统内,气路系统与温度控制系统相连，单体电池测试系统与单体电池装配系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热电池单体电池测试装置，该装置包括气路系统、温度控制系统、单体电池装配系统、单体电池测试系统，其特征在于：所述的单体电池装配系统位于温度控制系统内,气路系统与温度控制系统相连，单体电池测试系统与单体电池装配系统相连；所述单体电池装配系统具有底座(1)，底座(1)中部设有凹槽Ⅰ，底座(1)周边设有螺栓孔,从凹槽Ⅰ的底部开始，由下至上依次设有第一绝缘片(2)、连接有金属导线的负极集电片(3)、固定模(4)、单体电池(5)、连接有金属导线的正极集电片(6)、第二绝缘片(7)、压头(8)和顶板(9)；所述顶板(9)周边设有与底座(1)相对应的螺栓孔,紧固螺丝(10)通过螺栓孔将底座(1)和顶板(9)紧固为一体；所述固定模(4)为圆环型,单体电池(5)放置在固定模(4)的圆环内。

【技术特征摘要】
1.一种热电池单体电池测试装置，该装置包括气路系统、温度控制系统、单体电池装配系统、单体电池测试系统，其特征在于：所述的单体电池装配系统位于温度控制系统内,气路系统与温度控制系统相连，单体电池测试系统与单体电池装配系统相连；所述单体电池装配系统具有底座(1)，底座(1)中部设有凹槽Ⅰ，底座(1)周边设有螺栓孔,从凹槽Ⅰ的底部开始，由下至上依次设有第一绝缘片(2)、连接有金属导线的负极集电片(3)、固定模(4)、单体电池(5)、连接有金属导线的正极集电片(6)、第二绝缘片(7)、压头(8)和顶板(9)；所述顶板(9)周边设有与底座(1)相对应的螺栓孔,紧固螺丝(10)通过螺栓孔将底座(1)和顶板(9)紧固为一体；所述固定模(4)为圆环型,单体电池(5)放置在固定模(4)的圆环内。2.根据权利要求1所述的一种热电池单体电池测试装置，其特征在于，所述圆环型固定模(4)的内径与单体电池(5)的外直径相匹配,所述固定模(4)的厚度小于单体电池(5)的厚度。3.根据权利要求1所述的一种热电池单体电池测试装置，其特征在于，所述压头(8)顶部的中心处设有凸台，所述顶板(9)底面的中心处设有与凸台形状相匹配的凹槽Ⅱ，所述凹槽Ⅱ的深度大于凸台的高度；所述凹槽Ⅱ底部的中心处开有螺纹通孔，压头紧固螺丝(11)通过螺纹通孔作用压头(8)，将底座(1)、第一绝缘片(2)、连接有金属导线的负极集电片(3)、固定模(4)、单体电池(5)、连接有金属导线的正极集电片(6)、第二绝缘片(7)、压头(8)和顶板(9)紧固为一体。4.根据权利要求1所述的一种热电池单体电池测试装置，其特征在于，所述单体电池(5)是将石墨基片、负极材料、隔膜材料、正极材料在5t-10t压力下制成。5.根据权利要求4所述的一种热电池单体电池测试装置，其特征在于，所述负极材料为...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑶，刘兴梅，吴昊，韩大冬，杜俊锡，李日升，魏浩，蓝天，曹政，王军，
申请(专利权)人：沈阳君威新能科技有限公司，辽宁泰盛恒新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21