CN111413573A - 空气电极寿命测试装置及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空气电极寿命测试装置，该测试装置包括保温液仓、电解液仓、保温液进液管、保温液回液管、保温液循环泵、电解液进液管、电解液回液管、电解液循环泵和测试单元；测试单元包括金属电极插槽、空气电极插槽、电解液腔和保温液通道；金属电极插槽和空气电极插槽通过电解液腔连通；金属电极插槽用于插入金属电极；空气电极插槽用于插入空气电极；电解液循环泵用于将电解液仓中的电解液输送至电解液腔；保温液循环泵用于将保温液仓的保温液输送至保温液通道。与现有技术相比，本发明提供的空气电极寿命测试装置能够实现无人值守长时间放电，能够模拟真实使用环境下空气电极使用寿命的测试。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种空气电极寿命测试装置及测试方法。
背景技术
目前，金属燃料电池已成为当今新能源领域的研究热点之一。金属燃料电池通常为活泼金属与空气中的氧气通过化学反应产生电能，具有比能量大，质量轻，绿色循环，无毒无害等优点。金属空气电池在研发过程中需要对其寿命进行测试。
现有的空气电极寿命测试方法通常采用循环伏安法(CV)来测试包括阴极、包含催化剂的阳极和电解质隔膜的金属燃料电池。该方法是一种预估的加速测试方法，不能准确的测试出电极的真实寿命。
因此，如何设计一种准确、有效的空气电极寿命测试装置，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题和始终研究的重点。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种空气电极寿命测试装置，以解决现有技术中空气电极寿命测试装置测试结果不准确的问题。
为此，本发明实施例提供了如下技术方案：
本发明第一方面提供了一种空气电极寿命测试装置，该测试装置包括保温液仓、电解液仓、保温液进液管、保温液回液管、保温液循环泵、电解液进液管、电解液回液管、电解液循环泵和测试单元；
所述测试单元包括金属电极插槽、空气电极插槽、电解液腔和保温液通道；
所述金属电极插槽和所述空气电极插槽通过所述电解液腔连通；
所述电解液进液管的一端通过电解液循环泵与所述电解液仓的出液口连通，另一端与所述电解液腔的进液口连通；
所述电解液回液管的一端与所述电解液仓的回液口连通，另一端与所述电解液腔的出液口连通；
所述保温液进液管的一端通过保温液循环泵与所述保温液仓的出液口连通，另一端与所述保温液通道的进液口连通；
所述保温液回液管的一端与所述保温液仓的回液口连通，另一端与所述保温液通道的出液口连通；
所述金属电极插槽用于插入金属电极；
所述空气电极插槽用于插入空气电极；
所述电解液循环泵用于将所述电解液仓中的电解液输送至所述电解液腔；
所述保温液循环泵用于将所述保温液仓的保温液输送至所述保温液通道。
进一步地，所述空气电极寿命测试装置还包括：加热模块和温度控制模块；其中，所述加热模块用于为所述保温液仓加热，所述温度控制模块用于控制所述加热模块将所述保温液仓的保温液的温度维持在第一预定范围。
进一步地，所述空气电极插槽的侧面设置有空气电极盖板；所述空气电极插槽与所述空气电极盖板密封连接。
进一步地，所述电解液仓设置在所述保温液仓内；所述电解液仓包括电解液仓盖。
进一步地，所述保温液通道的进液口与所述保温液通道的出液口分别设置在所述测试单元相对的两个侧面上；所述保温液通道的进液口的水平高度低于所述保温液通道的出液口的水平高度。
进一步地，所述保温液通道包括两个或多个出液口。
进一步地，所述保温液通道包括多个毛细通道；
所述多个毛细通道均匀分布在所述测试单元内部。
本发明第二方面提供了一种空气电极寿命测试方法，应用于本发明第一方面所述的空气电极寿命测试装置，包括如下步骤：
检测所述电解液仓中电解液的温度；
控制所述温度在第二预定范围，将待测金属电极插入所述金属电极插槽，并将待测空气电极插入所述空气电极插槽；
启动保温液循环泵和电解液循环泵，将所述保温液仓的保温液输送至所述保温液通道，将所述电解液仓中的电解液输送至所述电解液腔；
检测所述金属电极和所述空气电极之间的放电数据；
根据所述放电数据获取空气电极寿命。
进一步地，控制所述温度在第二预定范围之前还包括：
加热所述保温液仓使得所述电解液仓中电解液的温度达到所述第二预定范围。
进一步地，检测所述金属电极和所述空气电极之间的放电数据包括：控制所述金属电极和所述空气电极之间的间歇恒流放电，得到放电数据。
本发明实施例技术方案，具有如下优点：
本发明实施例提供了一种空气电极寿命测试装置。传统的空气电极测试装置通常采用加速法测试空气电极寿命，不能准确的测试出所测试电极的真实寿命。本发明实施例通过控制保温液在测试单元内循环，能够控制测试单元的温度，模拟真实环境，进而提高空气电极寿命的测试的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据本发明实施例的空气电极寿命测试装置结构图。
图2为根据本发明实施例的测试单元结构图。
图3为根据本发明实施例的电解液仓结构图。
图4为根据本发明实施例的保温液仓结构图。
图5为本发明实施例的测试曲线图。
图6为根据本发明实施例的空气电极寿命测试方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中空气电极寿命测试装置及测试方法的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本申请，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本申请。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本申请的描述变得晦涩。因此，本申请并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。
图1为根据本发明实施例的空气电极寿命测试装置结构图。图2为根据本发明实施例的测试单元结构图。如图1、2所示，本发明实施例提供了一种空气电极寿命测试装置，该测试装置包括保温液仓1、电解液仓2、保温液进液管3、保温液回液管4、保温液循环泵5、电解液进液管6、电解液回液管7、电解液循环泵8和测试单元9；测试单元9包括金属电极插槽、空气电极插槽、电解液腔和保温液通道；金属电极插槽和空气电极插槽通过电解液腔连通；电解液进液管6的一端通过电解液循环泵8与电解液仓2的出液口21连通，另一端与电解液腔的进液口16连通；电解液回液管7的一端与电解液仓2的回液口22连通，另一端与电解液腔的出液口15连通；保温液进液管3的一端通过保温液循环泵5与保温液仓1的出液口23连通，另一端与保温液通道的进液口17连通；保温液回液管4的一端与保温液仓1的回液口24连通，另一端与保温液通道的出液口18连通；金属电极插槽用于插入金属电极11；空气电极插槽用于插入空气电极12；电解液循环泵8用于将电解液仓2中的电解液输送至电解液腔；保温液循环泵5用于将保温液仓1的保温液输送至保温液通道。
本实施例中，测试单元9优选为长方体结构。电解液腔与保温液通道不互通。金属电极插槽和空气电极插槽设置于测试单元9的顶面。金属电极11的一端插入金属电极插槽，另一端延伸出测试单元9表面。金属电极11优选为铝电极。电解液腔空气电极插槽用于插入待测空气电极12。待测空气电极12一端延伸出测试单元9表面。测试时，优选先启动保温液循环泵5对测试单元9进行预热，再启动电解液循环泵8。将金属电极11和空气电极12接入电池测试仪13。电解液与金属电极11和空气电极12反应后回到电解液仓2。通过电池测试仪13控制金属电极11和空气电极12之间的间歇恒流放电，通过电脑14记录电池测试仪13的放电数据，根据放电数据获取空气电极12寿命。电解液腔进液口的水平高度优选低于电解液腔出液口的水平高度。
与现有技术相比，本发明提供的空气电极寿命测试装置能够实现无人值守长时间放电，能够模拟真实使用环境下空气电极12使用寿命的测试。
在一个具体的实施方式中，空气电极寿命测试装置还包括：加热模块10和温度控制模块；其中，加热模块10用于为保温液仓1加热，温度控制模块用于控制加热模块10将保温液仓1的保温液的温度维持在第一预定范围。
本实施例中，温度控制模块优选在测试前通过加热模块10对保温液进行预热。保温液的温度优选维持在40、60或80摄氏度。
与现有技术相比，本发明提供的空气电极寿命测试装置能够根据实际需求模拟测试单元9的测试温度，能够避免环境因素对测试结果的影响，提高测试的准确性。
在一个具体的实施方式中，空气电极插槽的侧面设置有空气电极12盖板19；空气电极插槽与空气电极12盖板19密封连接。
本实施例中，空气电极12盖板19的作用是为了压紧空气电极12，避免长时间测试过程中出现松动或者漏液现象。
图3为根据本发明实施例的电解液仓结构图。图4为根据本发明实施例的保温液仓结构图。如图3、4所示，在一个具体的实施方式中，电解液仓2设置在保温液仓1内；电解液仓2包括电解液仓2盖20。
本实施例中，保温液仓1优选为长方体结构，顶部开口。电解液仓2优选采用导热系数高的材料制成。电解液仓2通过电解液仓2盖20密封后完全浸入保温液内，能够充分保证电解液的温度稳定。
在一个具体的实施方式中，保温液通道的进液口17与保温液通道的出液口18分别设置在测试单元9相对的两个侧面上；保温液通道的进液口17的水平高度低于保温液通道的出液口18的水平高度。
本实施例中，保温液通道的进液口17优选设置在测试单元9底部，保温液通道的出液口18优选设置在测试单元9顶部。保温液在测试单元9中自下而上流动，能够确保保温液通道内充满保温液，进而维持测试单元9温度恒定。
在一个具体的实施方式中，保温液通道包括两个或多个出液口。
在一个具体的实施方式中，保温液通道包括多个毛细通道；
多个毛细通道均匀分布在测试单元9内部。
本实施例中，两个或多个出液口的水平高度优选相同。多个出液口、多个毛细通道有利于保温液流经整个测试单元9。
图5为本发明实施例的测试曲线图。图6为根据本发明实施例的空气电极寿命测试方法流程图。如图5、6所示，本发明实施例提供了一种空气电极寿命测试方法，应用于上述空气电极寿命测试装置，包括如下步骤：
S61：检测电解液仓2中电解液的温度；
S62：控制温度在第二预定范围，将待测金属电极11插入金属电极插槽，并将待测空气电极12插入空气电极插槽；
S63：启动保温液循环泵5和电解液循环泵8，将保温液仓1的保温液输送至保温液通道，将电解液仓2中的电解液输送至电解液腔；
S64：检测金属电极11和空气电极12之间的放电数据；
S65：根据放电数据获取空气电极12寿命。
本实施例中，测试仪器优选为新威电池测试仪，测试方法为间歇恒流放电，其中恒流放电电流为50mA，100mA,150mA，恒流放电60分钟，静置5分钟，以此实现间歇恒流放电。
在一个具体的实施方式中，控制温度在第二预定范围之前还包括：
加热保温液仓1使得电解液仓2中电解液的温度达到第二预定范围。
在一个具体的实施方式中，检测金属电极11和空气电极12之间的放电数据包括：
控制金属电极11和空气电极12之间的间歇恒流放电，得到放电数据。
与现有技术相比，本发明提供的空气电极寿命测试方法能够实现无人值守长时间放电，能够模拟真实使用环境下空气电极12使用寿命的测试。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (10)
1.一种空气电极寿命测试装置，其特征在于，该测试装置包括保温液仓、电解液仓、保温液进液管、保温液回液管、保温液循环泵、电解液进液管、电解液回液管、电解液循环泵和测试单元；
所述测试单元包括金属电极插槽、空气电极插槽、电解液腔和保温液通道；
所述金属电极插槽和所述空气电极插槽通过所述电解液腔连通；
所述电解液进液管的一端通过电解液循环泵与所述电解液仓的出液口连通，另一端与所述电解液腔的进液口连通；
所述电解液回液管的一端与所述电解液仓的回液口连通，另一端与所述电解液腔的出液口连通；
所述保温液进液管的一端通过保温液循环泵与所述保温液仓的出液口连通，另一端与所述保温液通道的进液口连通；
所述保温液回液管的一端与所述保温液仓的回液口连通，另一端与所述保温液通道的出液口连通；
所述金属电极插槽用于插入金属电极；
所述空气电极插槽用于插入空气电极；
所述电解液循环泵用于将所述电解液仓中的电解液输送至所述电解液腔；
所述保温液循环泵用于将所述保温液仓的保温液输送至所述保温液通道。
2.根据权利要求1所述的空气电极寿命测试装置，其特征在于，所述空气电极寿命测试装置还包括：加热模块和温度控制模块；其中，所述加热模块用于为所述保温液仓加热，所述温度控制模块用于控制所述加热模块将所述保温液仓的保温液的温度维持在第一预定范围。
3.根据权利要求1所述的空气电极寿命测试装置，其特征在于，所述空气电极插槽的侧面设置有空气电极盖板；所述空气电极插槽与所述空气电极盖板密封连接。
4.根据权利要求1所述的空气电极寿命测试装置，其特征在于，所述电解液仓设置在所述保温液仓内；所述电解液仓包括电解液仓盖。
5.根据权利要求1所述的空气电极寿命测试装置，其特征在于，所述保温液通道的进液口与所述保温液通道的出液口分别设置在所述测试单元相对的两个侧面上；所述保温液通道的进液口的水平高度低于所述保温液通道的出液口的水平高度。
6.根据权利要求1所述的空气电极寿命测试装置，其特征在于，所述保温液通道包括两个或多个出液口。
7.根据权利要求1所述的空气电极寿命测试装置，其特征在于，所述保温液通道包括多个毛细通道；
所述多个毛细通道均匀分布在所述测试单元内部。
8.一种空气电极寿命测试方法，应用于权利要求2所述的空气电极寿命测试装置，其特征在于，包括如下步骤：
检测所述电解液仓中电解液的温度；
控制所述温度在第二预定范围，将待测金属电极插入所述金属电极插槽，并将待测空气电极插入所述空气电极插槽；
启动保温液循环泵和电解液循环泵，将所述保温液仓的保温液输送至所述保温液通道，将所述电解液仓中的电解液输送至所述电解液腔；
检测所述金属电极和所述空气电极之间的放电数据；
根据所述放电数据获取空气电极寿命。
9.根据权利要求8所述的空气电极寿命测试方法，其特征在于，控制所述温度在第二预定范围之前还包括：
加热所述保温液仓使得所述电解液仓中电解液的温度达到所述第二预定范围。
10.根据权利要求8所述的空气电极寿命测试方法，其特征在于，检测所述金属电极和所述空气电极之间的放电数据包括：
控制所述金属电极和所述空气电极之间的间歇恒流放电，得到放电数据。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 450001 No.50 Dongqing street, high tech Development Zone, Zhengzhou City, Henan Province Applicant after: Zhengzhou Foguang power generation equipment Co.,Ltd. Address before: 450001 No.50 Dongqing street, high tech Development Zone, Zhengzhou City, Henan Province Applicant before: ZHENGZHOU FOGUANG POWER GENERATION EQUIPMENT Co.,Ltd. |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200714 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |