用于电池电化学测量的电解池制造技术

本发明专利技术提供一种用于电池电化学测量的电解池，包括至少一端开口的绝缘筒体和两个电极；两个电极与筒体的内壁密封配合，两个电极中的一个可从筒体的开口端插入。本发明专利技术结构简单，操作方便，省时省力，节省资源，实用性强；非常有利于在电池设计的初期对电极材料、正负极片、电解液、隔膜进行筛选，辅助电池设计；可以为电池设计提供方向性的指导，同时有助于对电池进行有针对性的优化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电化学测量装置，尤其是用于电池电化学测量、可测量 电池各组件性能的电解池。
技术介绍
相对于铅酸电池、镍氢电池和镍镉电池等传统的二次电池，锂离子电池 具有不可比拟的优越性能和外形加工多样性，目前已经广泛应用于手机、笔记本电脑、PDA、摄像机、数码相机、移动DVD、 MP3和MP4等移动电子 终端设备中，同时锂离子电池也被用作电动工具和电动自行车的动力电源。 作为新一代绿色环保动力电源，锂离子电池发展迅猛，已成为国际电化学研 究的热点领域之一。市场需求的多样性对锂离子电池的电化学性能、安全、造型和体积等方 面的特性提出了越来越高的要求，研发人员为满足使用需要而对锂离子电池 进行着不断深入的研究。电极材料、正负电极和电解液是锂离子电池的重要 组成部分，它们各自的性能以及相互之间的适配性直接决定着电池的循环寿 命、安全性能、倍率放电特性、放电的平台时间和正负极的容量发挥等性能 指标。因此，在研发过程中如能测试电极材料、正负电极和电解液各自的性 能，将对电池研发工作提供有益的方向指导。现有技术中通用的二次电池测试方法是将预选的正极片、负极片、隔膜 组装成电池，注入电解液，进行各项性能的测试。这种方法可以直接得到试 验电池整体性能的参考数据，试验结果可以作为试验电池性能的整体判断依 据。但是，这种方法存在明显的不足之处 一、需要花费大量的人力、物力； 二、整个试验过程时间长，费时较多；三是测试的结果只能反映试验电池总 体的情况，不能反映电池中的具体组件(如电极材料、极片、隔膜或电解液) 的情况，不利于材料选型，也不利于判别对整体电池性能起决定性作用的因 素。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种用于电池电化学测量、可测量电 池各组件性能的电解池。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种用于电池电化学测量的电解池， 包括至少一端开口的绝缘筒体和两个电极;两个电极与筒体的内壁密封配合， 两个电极中的至少一个可从筒体的开口端插入。本专利技术电解池的筒体可两端 开口，这种情况下两个电极可分别从筒体的两开口端插入；电解池也可以一 端开口、另一端封闭，这种情况下两个电极中的一个可从筒体的开口端插入、 另一个电极可以设置于筒体的封闭端。工作时，依次将涂布有电极材料的正负 极片中的一个、浸有电解液的隔膜、正负极片中的另一个(这个极片也可以 采用锂金属片)置于位于筒体内的两个电极之间，也可以在两个电极之间填 充适量的电解液，两个电极分别与正负极片接触并将正负极片、隔膜压紧， 筒体、两个电极、正负极片和浸有电解液的隔膜组成一个密闭的电池体系。 在电极材料、正负极片、电解液、隔膜各组件中，当需要测量其中之一的性 能特性时，其它组件选取标准样本或性能特性已知的样本，与待测组件一起 装配在本专利技术电解池中组成电池体系，通过测试该电池体系的相关性能来反 应待测要素的性能特性，可以为电极材料、正负极片、电解液、隔膜的选型 提供准确数据；也可以用于涂布有电极材料的正负极片与电解液的适配性的 研究；对于已定型电池，还可以运用本专利技术电解池来判断电极材料、正负极 片、电解液、隔膜各要素中对整体电池性能起决定性作用的因素。本专利技术电 解池也可以用于其它的电解体系的电化学测量。作为本专利技术的改进，设置参比电极；在两个电极之间的适当位置处，筒体的内壁上设有供参比电极插入其中的通孔，插入通孔后的参比电极与通孔 的孔壁形成密封配合。参比电极在测试条件下具有的稳定电极电势。工作时， 正负极片、位于正负极片之间的隔膜被两个电极压紧在筒体内，正负极片和 隔膜的位置与通孔相对应，两个电极之间填充有电解液，参比电极插入通孔 与电解液接触，参比电极和筒体、两个电极、正负极片、隔膜、电解液一起 组成一个密闭的三电极电池体系。测量可在两个电极之间进行，也可在两个 电极之一和参比电极之间进行。参比电极可以是一个独立部件，其一端插入通孔与电解液接触、另一端 在测量时可与外部测试仪器电连接。作为优选，参比电极也可以是包括参比 电极柱和参比电极片的组合部件，参比电极片上涂布有在测试条件下具有稳 定电极电势的电极材料，参比电极柱为不锈钢、铜等导电材质；工作时，参 比电极片与电解液接触，参比电极柱的一端插入通孔与参比电极片接触、另 一端与外部测试仪器电连接。作为本专利技术更进一步的改进，筒体的内孔为台阶孔，台阶位于通孔位置 处。这种情况下，筒体的内孔沿台阶分为粗、细两段，粗、细两段筒体的内 孔横截面积大小不同，工作时正负极片的面积选取为不大于细段筒体的横截 面积，选取隔膜的面积使之大于细段筒体的横截面积、小于等于粗段筒体的 横截面积，这样的隔膜可以更好地在正、负极片之间以及两个电极之间起到 绝缘作用，防止正、负极片之间以及两个电极之间发生短路。两个电极中至少一个的结构为电极包括可与筒体的内壁形成密封配合 的柱塞。柱塞可采用不和电解液发生化学作用的聚合物材料等塑性材料，有 利于电极与筒体的内壁形成密封配合。优选的柱塞的外周面设有两个或两个以上环型槽，这样的结构更有利于 与筒体的内壁形成密封配合。本专利技术的有益效果是不必制作试验电池，借助本专利技术电解池就可以定 量地对电极材料、电极片、电解液和隔膜的性能分别进行单独测量，也可以 测量电极片与电解液之间的适配性，还可以对电极材料、正负极片、电解液 和隔膜的整体配合情况进行测量；既能测量电池的整体性能，也能够通过测 量判断电极材料、正负极片、电解液、隔膜各要素中对整体电池性能起决定 性作用的因素。本专利技术结构简单，操作方便，省时省力，节省资源，实用性 强，重复性好；非常有利于在电池设计的初期对电极材料、正负极片、电解 液、隔膜进行筛选，辅助电池设计；可以为电池设计提供方向性的指导，同 时有助于对电池进行有针对性的优化。 附图说明下面通过具体实施方式并结合附图，对本专利技术作进一步的详细说明 图1是本专利技术具体实施方式一的剖视示意图； 图2是本专利技术具体实施方式二的剖视示意图； 具体实施例方式具体实施方式一图1示出了本专利技术用于电池电化学测量的电解池的第一种实施方式。 如图1所示，该电解池包括筒体l、第一电极2、第二电极3、参比电极 片(图l中未示出)、参比电极柱6，第一电极2的外层为第一柱塞4，第二 电极3的外层为第二柱塞5，筒体1的径向横截面为圆环形，第一柱塞4、第 二柱塞5、参比电极柱6的径向截面都为圆形。筒体1两端开孔，筒体1的 内孔为台阶孔，该台阶孔上半段较细、下半段较粗，在台阶孔的台阶面处筒体1上设有通孔7;第一电极2、第二电极3可分别从筒体1的上下两端口插 入，第一柱塞4和第二柱塞5的外径与筒体1内孔相应孔段的孔径相适配， 使得第一电极2、第二电极3插入筒体1之后第一柱塞4和第二柱塞5分别 与筒体1内孔相应孔段的孔壁形成密封配合；第一柱塞4和第二柱塞5的外 周面分别开设有4条环行的凹槽8;参比电极柱6可插入通孔7中，插入通 孔7后的参比电极柱6与通孔7的孔壁形成密封配合。第一柱塞4、第二柱 塞5和筒体1的材质为聚四氟乙烯，第一电极2、第二电极3和参比电极柱6 的材质为不锈钢或铜。该电解池可以选用面积等于筒体1较细的上半段内孔截面积的正、负极 片，隔膜的面积等于筒体1较粗的下半段内孔截面积，选择第一电极2和第 二电极3中的一个为正本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电池电化学测量的电解池，其特征在于：包括至少一端开口的绝缘筒体和两个电极；两个所述电极可与所述筒体的内壁密封配合，两个所述电极中的至少一个可从所述筒体的开口端插入。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张亚利，陈辉，
申请(专利权)人：深圳市比克电池有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]