【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电池制造和应用，涉及一种利用泡沫金属改善锂金属电池循环性能的夹具及方法。
技术介绍
1、传统锂离子电池能量密度已接近其理论极限，无法满足电动汽车对长续航里程的需求，而锂金属由于其高理论容量、低电位和低密度等特性，成为了下一代锂电池的理想阳极材料之一。但反复充放电会引起锂金属电池的周期性体积变化和机械应力不稳定，巨大的体积膨胀会严重影响锂电池的循环寿命和性能。在没有外部力学约束的情况下，锂金属阳极在每次充放电过程中的体积变化是不受控制的。尽管这种巨大的体积变化在电化学过程中是可逆的，但由此产生的机械应力可能会破坏电极的完整性，从而导致循环过程中容量衰减；此外，体积膨胀会增加锂金属阳极表面与电解质的接触面积，进一步加速电解质的分解。
2、因此，在锂金属电池的使用过程中必须对其施加外部约束，从而限制体积膨胀。有研究表明，给锂金属电池施加压力有助于提高其寿命和循环性能，但压力过大又会导致电池产生机械损伤，诱发内部短路。在现有技术中，在电池的使用或循环测试过程中，通常会让电池在一定夹具约束力下测试或使用，对于固定夹具，初始设定约束力为一定值，由于电芯循环过程中会剧烈膨胀，导致电芯传递到固定夹具的力成倍增长，影响电芯循环性能。
3、因此，目前亟需一种能够改善锂金属电池的膨胀压力的夹具及方法，以改善锂金属电池的循环性能。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种利用泡沫金属改善锂金属电池循环性能的夹具及方法，以解决现有技术中因锂金属电池因膨胀
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种利用泡沫金属改善锂金属电池循环性能的夹具，包括顶板、隔板、底板、螺栓、泡沫金属以及支撑柱，所述支撑柱固定连接在所述底板上，所述隔板布置在底板与顶板之间，所述泡沫金属布置在所述隔板与底板之间，且所述顶板与隔板之间用于放置锂金属电池，以对锂金属电池进行夹装；
4、所述隔板和顶板上均设有通孔，并通过与立柱螺纹连接且贯穿通孔的螺栓将隔板和顶板活动连接在所述立柱上。
5、进一步地，所述隔板为两块，并布置在所述顶板与底板之间，所述泡沫金属设置在两块隔板之间，并在靠近所述底板一侧的隔板与底板之间布置有力传感器以检测该夹具的夹具力和锂金属电池的膨胀应力。
6、进一步地，所述顶板、隔板以及底板的材质均为不锈钢。
7、进一步地，所述泡沫金属为泡沫铝、泡沫铝合金、泡沫镍以及泡沫铜中的一种或多种。
8、一种利用泡沫金属改善锂金属电池循环性能的方法，提供所述的利用泡沫金属改善锂金属电池循环性能的夹具，具体包括以下步骤：
9、首先将指定尺寸和厚度的泡沫金属放置在两块隔板之间，将锂金属电池放置在顶板与两块隔板中靠近顶板的一侧的隔板之间，然后将贯穿所述顶板和隔板的螺栓与固定连接在底板上的支撑柱螺纹连接，最后通过拧紧螺栓并配合力传感器以施加指定初始夹具力。
10、本专利技术的有益效果在于：
11、本专利技术通过在隔板与底板之间加入泡沫金属来改变夹具的刚度，能够在保证预紧力的情况下，降低锂金属电池在充放电过程中的膨胀压力，并利用泡沫金属恒定应力区的材料特性稳定最大膨胀压力，有效提升了锂金属电池循环寿命。并且通过设置在底板上的力传感器配合螺栓能够简单准确的向夹具输入指定的夹具力。
12、本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
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1.一种利用泡沫金属改善锂金属电池循环性能的夹具，其特征在于：包括顶板、隔板、底板、螺栓、泡沫金属以及支撑柱，所述支撑柱固定连接在所述底板上，所述隔板布置在底板与顶板之间，所述泡沫金属布置在所述隔板与底板之间，且所述顶板与隔板之间用于放置锂金属电池，以对锂金属电池进行夹装；
2.根据权利要求1所述的利用泡沫金属改善锂金属电池循环性能的夹具，其特征在于：所述隔板为两块，并布置在所述顶板与底板之间，所述泡沫金属设置在两块隔板之间，并在靠近所述底板一侧的隔板与底板之间布置有力传感器以检测该夹具的夹具力和锂金属电池的膨胀应力。
3.根据权利要求2所述的利用泡沫金属改善锂金属电池循环性能的夹具，其特征在于：所述顶板、隔板以及底板的材质均为不锈钢。
4.根据权利要求2所述的利用泡沫金属改善锂金属电池循环性能的夹具，其特征在于：所述泡沫金属为泡沫铝、泡沫铝合金、泡沫镍以及泡沫铜中的一种或多种。
5.一种利用泡沫金属改善锂金属电池循环性能的方法，其特征在于，提供根据权利要求2-4任一项中所述的利用泡沫金属改善锂金属电池循环性能的夹具，具体包括以下步
...【技术特征摘要】
1.一种利用泡沫金属改善锂金属电池循环性能的夹具，其特征在于：包括顶板、隔板、底板、螺栓、泡沫金属以及支撑柱，所述支撑柱固定连接在所述底板上，所述隔板布置在底板与顶板之间，所述泡沫金属布置在所述隔板与底板之间，且所述顶板与隔板之间用于放置锂金属电池，以对锂金属电池进行夹装；
2.根据权利要求1所述的利用泡沫金属改善锂金属电池循环性能的夹具，其特征在于：所述隔板为两块，并布置在所述顶板与底板之间，所述泡沫金属设置在两块隔板之间，并在靠近所述底板一侧的隔板与底板之间布置有力传感器以检测该...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘冰河，刘玥，王华萃，曹阳正，刘鑫，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：
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