CN104991200A - 一种锂空气电池测试模具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锂空气电池测试模具，它包括：密封容器，所述密封容器底部设有吸水层；进气机构，所述进气机构与所述密封容器相连通，用于向所述密封容器导入氧气；它的一端位于所述密封容器外，另一端伸入所述密封容器内且延伸至其下部；出气机构，所述出气机构与所述密封容器相连通，它的一端位于所述密封容器外，另一端伸入所述密封容器内且延伸至其上部；夹持机构，所述夹持机构有多组，它包括设置于所述密封容器内用于夹持锂空气电池正负极的电极壳体、一端与所述电极壳体相连接另一端延伸至所述密封容器外的引线以及安装在所述密封容器上用于供所述引线穿出所述密封容器并确保密封的密封件。结构简单，成本较低。

Description

一种锂空气电池测试模具

技术领域

 本发明属于电池测试设备领域，涉及一种电池测试模具，具体涉及一种锂空气电池测试模具。

背景技术

锂空气电池是一种以金属锂为负极材料、空气中的氧气为正极材料的新型二次电池。锂空气电池作为一种高比能量的电池，其理论能量密度达到5,210Wh/kg，如果考虑到其正极材料可以直接取自于大气而不必像其他二次电池一样携带在电池内部，那么其理论能量密度高达11,680Wh/kg，高出目前已经商业化的锂离子电池几个数量级，是目前已知的所有二次电池中理论能量密度最高的电池。近年来，锂空气电池因其极高的比能量和对环境的友好性等特性显示出广阔的应用前景，吸引了国际电动汽车界和相关研究人员的广泛关注。

目前大多数实验室使用的锂-空气电池测试模具一般可归纳为两大类：经典的Swagelok电池模具和美国麻省理工学院Yang Shao-Horn课题组所使用的模具。这两种模具在一定程度上基本可以满足目前锂-空气电池的研究需求，但还是存在着一定的缺陷。专利号为201210134349.5的中国发明专利公开了一种锂-空气电池模具的专利，该电池模具包括正极壳体，可拆卸的进气通道，可拆卸的出气通道，绝缘壳体，负极壳体，正极引线端子，负极引线端子，该电池模具在一定程度上解决了以上模具的缺陷，但仍存在着安装拆卸复杂、价格昂贵、一次只能测量一个电池等缺陷。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种一次能够对多个电池进行测量的锂空气电池测试模具。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种锂空气电池测试模具，它包括：

密封容器，所述密封容器底部设有吸水层；

进气机构，所述进气机构与所述密封容器相连通，用于向所述密封容器导入氧气；它的一端位于所述密封容器外，另一端伸入所述密封容器内且延伸至其下部；

出气机构，所述出气机构与所述密封容器相连通，它的一端位于所述密封容器外，另一端伸入所述密封容器内且延伸至其上部；

夹持机构，所述夹持机构有多组，它包括设置于所述密封容器内用于夹持锂空气电池正负极的电极壳体、一端与所述电极壳体相连接另一端延伸至所述密封容器外的引线以及安装在所述密封容器上用于供所述引线穿出所述密封容器并确保密封的密封件。

优化地，所述电极壳体包括与锂空气电池正极相接触的正极体、与锂空气电池负极相接触且与所述正极体相对设置的负极体、用于固定所述正极体和所述负极体且相互平行的两个侧壁以及用于连接两个所述侧壁的连接部；所述正极体和所述负极体为导电弹性件，且其间距小于或等于锂空气电池的厚度；所述引线有两根，分别与所述正极体、所述负极体相连接；所述侧壁和所述连接部为绝缘体。

进一步地，所述连接部的两个下端向所述侧壁下方延伸形成间距小于锂空气电池直径的弹性弧形结构，

优化地，所述密封容器包括透明罐体、通过螺纹安装在所述罐体顶部的密封盖。

优化地，所述进气机构包括伸入所述密封容器内的第一不锈钢管以及安装在所述第一不锈钢管端部的第一针阀。

优化地，所述出气机构包括伸入所述密封容器内的第二不锈钢管以及安装在所述第二不锈钢管端部的第二针阀。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明锂空气电池测试模具，一方面在密封容器内设置与其相连通的进气机构和出气机构，进气机构的另一端延伸至密封容器的下部，而出气机构的另一端延伸至密封容器的上部，这样能够利用氧气和氩气的密度差，将密封容器中的氩气排除干净；另一方面在密封容器底部设置吸水层、多组电极壳体以及对应的密封件，这样能够确保密封容器内的干燥和同时进行多个锂空气电池的测试，结构简单，成本较低。

附图说明

附图1为本发明锂空气电池测试模具的结构示意图；

附图2为本发明锂空气电池测试模具夹持机构的结构示意图；

其中，1、密封容器；11、罐体；111、螺纹；12、密封盖；13、吸水层；2、进气机构；21、第一不锈钢管；22、第一针阀；3、出气机构；31、第二不锈钢管；32、第二针阀；4、夹持机构；41、密封件；42、电极壳体；421、正极体；422、负极体；423、侧壁；424、连接部；43、引线。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明优选实施方案进行详细说明。

如图1所示的锂空气电池测试模具，主要包括密封容器1、进气机构2、出气机构3和夹持机构4。

其中，密封容器1底部设有吸水层13，在本实施例中，该吸水层13可以由变色硅胶或干燥剂铺设而成；密封容器1包括罐体11和密封盖12，罐体11上部内侧和密封盖12下部外侧均设有螺纹111，并且可以在罐体11和密封盖12之间设置O形密封圈，从而可以利用螺纹111和O形密封圈将密封盖12密封安装在罐体11的顶部，确保它们之间的气密性。罐体11可以选择玻璃等透明材料制成，这样变色硅胶在吸水变色后能够及时发现而进行更换。

进气机构2与密封容器1相连通，用于向密封容器1内导入氧气；它的一端位于密封容器1外，另一端伸入密封容器1内且延伸至密封容器1的下部。进气机构2包括竖直伸入密封容器1内的第一不锈钢管21（第一不锈钢管21的下端延伸至密封容器1的下部，它的上端位于密封容器1外）以及安装在第一不锈钢管21上端部的第一针阀22（也由不锈钢制成），这样控制第二针阀32的启闭能够控制氧气的进入或者封闭密封容器1。

出气机构3与密封容器1相连通，用于排出密封容器1内的气体；它的一端位于密封容器1外，而另一端伸入密封容器1内且延伸至其上部；这是因为氩气的密度小于氧气的密度，当由进气机构2导入氧气后，氧气沉于底部而将上部的氩气通过出气机构3排出。出气机构3包括伸入密封容器1内的第二不锈钢管31（第二不锈钢管31的下端延伸至密封容器1的上部，它的上端位于密封容器1外）以及安装在所述第二不锈钢管31上端部的第二针阀32（也由不锈钢制成），配合第一针阀的使用，控制第二针阀32的启闭能够排出氩气或是封闭密封容器1。当然可以选用能够控制开关程度的第一针阀22和第二针阀32，这样能够调节进入密封容器1的氧气流量和出气流量，但这样造成了设备成本的增加。

夹持机构4有多组，它包括设置于密封容器1内用于夹持锂空气电池正负极的电极壳体42、一端与电极壳体42相连接另一端延伸至密封容器1外的引线43以及安装在密封容器1上的密封件41，密封件41一方面需要供引线43穿出密封容器1，另一方面需要确保密封容器1的密封。电极壳体42包括与锂空气电池正极相接触的正极体421、与锂空气电池负极相接触且与正极体421相对设置的负极体422、用于固定正极体421和负极体422且相互平行的两个侧壁423以及用于连接两个侧壁423的连接部424。正极体421和负极体422为导电弹性件，而侧壁423和连接部424则为绝缘体。正极体421和负极体422的间距小于或等于锂空气电池的厚度，这样才能够将锂空气纽扣式电池夹持住。引线43有两根，它们分别与正极体421、负极体422相连接，另一端在引出密封容器1后于测试设备相连接。在本实施例中，连接部424与两个侧壁423一体成型，连接于两个侧壁423之间并且位于侧壁的上部和两侧，这样两个侧壁423和连接部424可以围成底部开口的容置空间。连接部424的两个下端可以继续向下延伸（延伸至侧壁423的下方）形成间距小于锂空气纽扣式电池直径的弧形结构，该弧形结构具有弹性（即由绝缘的弹性材料支撑），这样可以利用该弧形结构卡住锂空气电池，提高锂空气电池的固定程度，确保测试的准确性。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种锂空气电池测试模具，其特征在于，它包括：

密封容器（1），所述密封容器（1）底部设有吸水层（13）；

进气机构（2），所述进气机构（2）与所述密封容器（1）相连通，用于向所述密封容器（1）导入氧气；它的一端位于所述密封容器（1）外，另一端伸入所述密封容器（1）内且延伸至其下部；

出气机构（3），所述出气机构（3）与所述密封容器（1）相连通，它的一端位于所述密封容器（1）外，另一端伸入所述密封容器（1）内且延伸至其上部；

夹持机构（4），所述夹持机构（4）有多组，它包括设置于所述密封容器（1）内用于夹持锂空气电池正负极的电极壳体（42）、一端与所述电极壳体（42）相连接另一端延伸至所述密封容器（1）外的引线（43）以及安装在所述密封容器（1）上用于供所述引线（43）穿出所述密封容器（1）并确保密封的密封件（41）。

2.根据权利要求1所述的锂空气电池测试模具，其特征在于：所述电极壳体（42）包括与锂空气电池正极相接触的正极体（421）、与锂空气电池负极相接触且与所述正极体（421）相对设置的负极体（422）、用于固定所述正极体（421）和所述负极体（422）且相互平行的两个侧壁（423）以及用于连接两个所述侧壁（423）的连接部（424）；所述正极体（421）和所述负极体（422）为导电弹性件，且其间距小于或等于锂空气电池的厚度；所述引线（43）有两根，分别与所述正极体（421）、所述负极体（422）相连接；所述侧壁（423）和所述连接部（424）为绝缘体。

3.根据权利要求2所述的锂空气电池测试模具，其特征在于：所述连接部（424）的两个下端向所述侧壁（423）下方延伸形成间距小于锂空气电池直径的弹性弧形结构。

4.根据权利要求1所述的锂空气电池测试模具，其特征在于：所述密封容器（1）包括透明罐体（11）、通过螺纹（111）安装在所述罐体（11）顶部的密封盖（12）。

5.根据权利要求1所述的锂空气电池测试模具，其特征在于：所述进气机构（2）包括伸入所述密封容器（1）内的第一不锈钢管（21）以及安装在所述第一不锈钢管（21）端部的第一针阀（22）。

6.根据权利要求5所述的锂空气电池测试模具，其特征在于：所述出气机构（3）包括伸入所述密封容器（1）内的第二不锈钢管（31）以及安装在所述第二不锈钢管（31）端部的第二针阀（32）。