用于研究金属基水系电池的模具制造技术

本实用新型专利技术提供用于研究金属基水系电池的模具，包括支撑板、第二电极、电解池、第一电极、盖板、紧固件，电解池中部开设有第一通孔，电解池外周侧开设有取样孔，便于试验中和试验后对电介质的提取、测量和研究，达到近似原位测量的目的；设置密封环与密封槽相配合，提高了电池密封性，避免多孔金属电极直接作为第二电极时第二电极一侧有CO

【技术实现步骤摘要】
用于研究金属基水系电池的模具
本技术涉及能源器件
，尤其是涉及用于研究金属基水系电池的模具。
技术介绍
随着全球经济发展，环境污染，能源枯竭问题日益严重。开发可再生能源和能量的转换储存技术显得十分重要。金属空气电池较高的理论比能量密度(例如：锌空气电池的理论比能量密度：1086Whkg-1)以及低廉的价格和环境友好等优点而受到广泛关注。传统的金属空气电池由第二电极、电解质和第一电极组成。试验中，通常通过电池模具用来组装电池开展相关试验研究。但由于在电池充、放电过程中，电解质化学成分和pH值、密度、均一性等物理性质发生变化。为了更好地对相关变化进行实施的准确测量，需要对不同位置(靠近第二电极侧、靠近第一电极侧及电解质中间等)的电解质的理化性质进行提取和测量。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本技术的目的是提供了用于研究金属基水系电池的模具。为实现上述目的，本技术提供了如下技术方案：用于研究金属基水系电池的模具，包括盖板、支撑板、紧固件，所述紧固件用于限制支撑板与盖板之间的距离；所述盖板与支撑板之间设置有至少一个第一电极、至少一个电解池、至少一个第二电极，所述电解池中部沿其高度方向开设有第一通孔；相邻的所述第一电极与电解池相抵接，相邻的所述第一电极与盖板相抵接；相邻的所述第二电极与支撑板相抵接，相邻的所述第二电极与电解池相抵接；所述电解池外周侧开设有若干取样孔，所述取样孔与第一通孔相连通；所述电解池外周侧设置有封闭塞，所述封闭塞与取样孔插接配合。通过采用上述技术方案，支撑板、第二电极、电解池、第一电极、盖板按顺序通过紧固件连接，确保第二电极完全覆盖相邻电解池的第一通孔，第一电极完全覆盖相邻电解池的第一通孔，通过取样孔向电解仓内注满电解质，后将封闭塞与取样孔插接配合，该结构组装简便，便于试验中和试验后对电介质的提取、测量和研究。本技术进一步设置为：所述支撑板靠近盖板的一侧开设有放置槽，与支撑板相邻的所述第二电极开设有第二通孔，所述第二通孔沿电解池高度方向上的投影位于第一通孔内侧，所述放置槽内设置有多孔金属电极。通过采用上述技术方案，在放置槽内放置有多孔金属电极，放置槽内还可以放置绝缘体以保证多孔金属电极与第二电极相抵触，第二电极可以为铜材质、银材质或铂材质等，电解液通过第二电极的第二通孔进入放置槽与多孔金属电极接触；避免将多孔金属电极作为第二电极时电解液泄漏或空气中的CO2进入到电解仓接触到电解液使电解液碳酸化。本技术进一步设置为：所述放置槽内设置有抵触片，所述放置槽底部与抵触片之间设置有弹性件，当弹性件储存的弹性势能为零时，所述抵触片的上表面与支撑板的上表面位于同一平面，所述抵触片与弹性件均为耐碱的绝缘材质或外表包覆有耐碱的绝缘层。通过采用上述技术方案，抵触片受到弹性件的弹力给放置槽内的多孔金属电极远离槽底的力，使多孔金属电极与第二电极更好的抵接，避免找不到合适高度的绝缘体使多孔金属电极与第二电极相抵触。本技术进一步设置为：所述放置槽内周侧沿其高度方向开设有若干限位槽，所述抵触片的外周侧设置有与限位槽滑动连接的限位块。通过采用上述技术方案，通过限位槽对限位块的限位作用，使抵触片只能在放置槽内沿限位槽运动，避免抵触片脱离放置槽。本技术进一步设置为：所述电解池的上表面与下表面分别开设有环状的密封槽；所述支撑板的上表面与盖板的下表面分别开设有环形的密封槽，所述密封槽内设置有密封环，所述密封槽沿电解池高度方向上的投影位于第一通孔外侧，所述密封环的高度大于密封槽的高度。通过采用上述技术方案，提高了金属基水系电池模具的密封性，避免液态电解质发生漏液现象，导致电解质失水以及氢氧化钾等溶质结晶析出等问题，避免电解质电导率迅速下降，进而造成电池的工作时间、循环寿命大大降低，影响试验结果准确性；软质的密封环受力压缩，增大其上表面与下表面与其他部件的接触面积，进而增强了模具的密封性。本技术进一步设置为：所述取样孔的数量为三个，三个所述取样孔沿电解池的高度方向依次排列；位于中部的取样孔与电解池的上表面和下表面的距离相等。通过采用上述技术方案，便于试验中和试验后在电解仓的上部、中部、下部分别对电介质的提取、测量和研究，更加便于探索电池在工作过程中电解质的变化。本技术进一步设置为：在盖板与支撑板之间从盖板向支撑板方向依次排列有一个所述第一电极和至少一组由一个电解池、一个第二电极构成的组合模块。通过采用上述技术方案，便于组装测试多个电池的串联的结构。本技术进一步设置为：所述第一通孔内设置有第三电极，所述第三电极上设置有引线通过取样孔暴露在电解池外周侧，所述第三电极材质为多孔金属。通过采用上述技术方案，第一电极、第二电极作为阴极，第三电极作为阳极，便于调节阳极与阴极和催化剂的质量比。本技术进一步设置为：所述紧固件包括若干相配合的螺栓、螺母、垫片，所述支撑板上沿其高度方向设置有若干第一定位孔，所述电解池上沿其高度方向设置有若干第二定位孔，所述盖板上沿其高度方向设置有若干第三定位孔，所述螺栓、螺母、垫片、第一定位孔、第二定位孔、第三定位孔数量相等且一一对应；所述螺栓靠近螺母的一端为插接端，所述螺栓远离螺母的一段为固定端，所述螺栓的插接端与第一定位孔、第二定位孔、第三定位孔插接配合，所述垫片位于螺栓的固定端与盖板之间；所述封闭塞远离电解池的一端设置有封闭盖，所述封闭塞、封闭盖沿其中轴线开设有测试孔。通过采用上述技术方案，通过螺栓靠近螺母的一端与第一定位孔、第二定位孔、第三定位孔插接配合，螺母与螺栓相配合紧固，便于通过螺栓螺母对盖板与支撑板施加相互靠近的作用力，增大密封环与金属基水系电池的模具的其他部件的接触面积，进而增强了金属基水系电池的模具的密封性；通过采用上述技术方案，便于注入电解质时通过封闭盖对封闭塞施加作用力使其脱离取样孔，并在注入电解质后通过对封闭塞施加作用力使其分别与对应的取样孔插接配合；通过开设测试孔便于将电子pH计的探头经由测试孔深入电解质溶液中，测试时输出pH数值，根据数值和数值的变化量，可以分析电解质溶液在电池静置状态、充放电状态的pH变化，并基于此展开相关分析讨论。用于研究金属基水系电池的模具，包括盖板、支撑板、紧固件，所述紧固件用于限制支撑板与盖板之间的距离；所述盖板与支撑板之间设置有至少一个第一电极、至少一个电解池、至少一个第二电极，所述电解池中部沿其高度方向开设有第一通孔；相邻的所述第一电极与电解池相抵接，相邻的所述第一电极与盖板相抵接；相邻的所述第二电极与支撑板相抵接，相邻的所述第二电极与电解池相抵接；所述电解池外周侧开设有若干取样孔，所述取样孔与第一通孔相连通；所述电解池外周侧设置有封闭塞，所述封闭塞与取样孔插接配合；所述支撑板靠近盖板的一侧开设有放置槽，与支撑板相邻的所述第二电极开设有第二通孔，所述第二通孔沿电解池高度方向上的投影位于第一通孔内侧，所述放置槽内设置有多孔金属电极；所述放置槽内设置有抵触片，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于研究金属基水系电池的模具，其特征在于：包括盖板(5)、支撑板(1)、紧固件(6)，所述紧固件(6)用于限制支撑板(1)与盖板(5)之间的距离；所述盖板(5)与支撑板(1)之间设置有至少一个第一电极(4)、至少一个电解池(3)、至少一个第二电极(2)，所述电解池(3)中部沿其高度方向开设有第一通孔(7)；/n相邻的所述第一电极(4)与电解池(3)相抵接，相邻的所述第一电极(4)与盖板(5)相抵接；相邻的所述第二电极(2)与支撑板(1)相抵接，相邻的所述第二电极(2)与电解池(3)相抵接；/n所述电解池(3)外周侧开设有若干取样孔(8)，所述取样孔(8)与第一通孔(7)相连通；所述电解池(3)外周侧设置有封闭塞(9)，所述封闭塞(9)与取样孔(8)插接配合。/n

【技术特征摘要】
1.用于研究金属基水系电池的模具，其特征在于：包括盖板(5)、支撑板(1)、紧固件(6)，所述紧固件(6)用于限制支撑板(1)与盖板(5)之间的距离；所述盖板(5)与支撑板(1)之间设置有至少一个第一电极(4)、至少一个电解池(3)、至少一个第二电极(2)，所述电解池(3)中部沿其高度方向开设有第一通孔(7)；
相邻的所述第一电极(4)与电解池(3)相抵接，相邻的所述第一电极(4)与盖板(5)相抵接；相邻的所述第二电极(2)与支撑板(1)相抵接，相邻的所述第二电极(2)与电解池(3)相抵接；
所述电解池(3)外周侧开设有若干取样孔(8)，所述取样孔(8)与第一通孔(7)相连通；所述电解池(3)外周侧设置有封闭塞(9)，所述封闭塞(9)与取样孔(8)插接配合。


2.根据权利要求1所述的用于研究金属基水系电池的模具，其特征在于：所述支撑板(1)靠近盖板(5)的一侧开设有放置槽(10)，与支撑板(1)相邻的所述第二电极(2)开设有第二通孔(11)，所述第二通孔(11)沿电解池(3)高度方向上的投影位于第一通孔(7)内侧，所述放置槽(10)内设置有多孔金属电极(12)。


3.根据权利要求2所述的用于研究金属基水系电池的模具，其特征在于：所述放置槽(10)内设置有抵触片(13)，所述放置槽(10)底部与抵触片(13)之间设置有弹性件(14)，当弹性件(14)储存的弹性势能为零时，所述抵触片(13)的上表面与支撑板(1)的上表面位于同一平面，所述抵触片(13)与弹性件(14)均为耐碱的绝缘材质或外表包覆有耐碱的绝缘层。


4.根据权利要求3所述的用于研究金属基水系电池的模具，其特征在于：所述放置槽(10)内周侧沿其高度方向开设有若干限位槽(15)，所述抵触片(13)的外周侧设置有与限位槽(15)滑动连接的限位块(16)。


5.根据权利要求1所述的用于研究金属基水系电池的模具，其特征在于：所述电解池(3)的上表面与下表面分别开设有环状的密封槽(17)；所述支撑板(1)的上表面与盖板(5)的下表面分别开设有环形的密封槽(17)，所述密封槽(17)内设置有密封环(18)，所述密封槽(17)沿电解池(3)高度方向上的投影位于第一通孔(7)外侧，所述密封环(18)的高度大于密封槽(17)的高度。


6.根据权利要求1所述的用于研究金属基水系电池的模具，其特征在于：所述取样孔(8)的数量为三个，三个所述取样孔(8)沿电解池(3)的高度方向依次排列；位于中部的取样孔(8)与电解池(3)的上表面和下表面的距离相等。


7.根据权利要求1所述的用于研究金属基水系电池的模具，其特征在于：在盖板(5)与支撑板(1)之间从盖板(5)向支撑板(1)方向依次排列有一个所述第一电极(4)和至少一组由一个电解池(3)、一个第二电极(2)构成的组合模块。


8.根据权利要求7所述的用于研究金属基水系电池的模具，其特征在于：所述第一通孔(7)内设置有第三电极(19)，所述第三电极(19)上设置有引线通过取样孔(8)暴露在电解池(3)外周侧，所述第三电极(19)材质为多孔金属。


9.根据权利要求1所述的用于研究金属基水系电池的模具，其特征在于：所述紧固件(6)包括若干相配合的螺栓(20)、螺母(21)、垫片(22)，所述支撑板(1)上沿其高度方向设置有若干第一定位孔(23)，所述电解池(3)上沿其高度方向设置有若干第二定位孔(24)，所述盖板(5)上沿其高度方向设置有若干第三定位孔(25)，所述螺栓(20)、螺母(21)、垫片(22)、第一定位孔(23)、第二定位孔(24)、第三定位孔(25)数量相等且一一对应；所述螺栓(20)靠近螺母(21)的一端为...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟澄，张东皓，胡文彬，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：新型
国别省市：天津;12