CN111521846A - 一种用于热电池单体电池电化学性能测试的夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于热电池单体电池电化学性能测试的夹具，包括绝缘底板、绝缘托板、绝缘安装板、上导电螺栓及下导电螺栓；绝缘托板固定在绝缘底板上，绝缘安装板固定于绝缘托板上方；绝缘托板上设有若干电螺栓的螺杆穿过下连接通孔，下导电螺栓上电连接有下导线；所述绝缘安装板上与单体电池槽相对应的位置处设有上连接通孔，上导电螺栓的螺杆穿过上连接通孔，且上导电螺栓的螺杆端面与位于单体电池槽内的单体电池接触，上导电螺栓上电连接有上导线。本发明金属导线连接方便、牢固，能在同一测试条件下同时对多个单体电池进行测试，通用性好，拆装非常方便。

Description

一种用于热电池单体电池电化学性能测试的夹具

技术领域

本发明涉及热电池技术领域，尤其是涉及一种用于热电池单体电池电化学性能测试的夹具。

背景技术

热电池是热激活的一次熔融盐电池。用熔融盐作电解质，在常温下电解质呈固态，不导电；使用时通过激活机构，点燃电池内部加热源，熔融电解质立即溶化并导电，电池激活，输出电能。热电池因其储存时间长、环境与温度适应范围广、大电流放电能力强等诸多优点已广泛应用于各类炮弹、鱼雷、导弹和核武器中，在军用化学电源中占有很重要的战略地位。

热电池由多干单体电池、加热片、集流片、固定板、保温垫和绝缘元件等部件组装而成。热电池中的单体电池通常由正极片、隔离片和负极片组装而成，而正极片主要由正极材料和高温熔盐电解质压制而成，是影响热电池电化学性能的关键因素。因此，为准确评估不同新型正极材料和高温熔盐电解质的电化学性能，需要对单体电池进行一系列的电化学性能的测试，如电压、比容量、比能量和内阻等。

热电池的单体电池电化学性能测试在高温下进行，测试时需要将热电池单体电池压紧在在夹具之间。

例如，申请公布号CN109298338A，申请公布日2019.02.01的中国专利中公开了一种热电池单体电池测试装置，该装置包括气路系统、温度控制系统、单体电池装配系统、单体电池测试系统，单体电池装配系统包括底座1、绝缘片2、连接有负极电流电压采集线的负极集电片3、固定模4、单体电池5、连接有正极电流电压采集线的正极集电片6、绝缘片7、压头8、安装板9、紧固螺丝10、压头紧固螺丝11。该装置中的单体电池装配系统存在以下缺陷：（1）金属导线很难与正极集电片、负极集电片牢固连接，在装配过程中金属导线极易因拉扯而脱落，造成断路或短路；（2）只能装配一个单体电池，不能在同一测试条件下同时对多个单体电池进行电化学性能测试；（3）安装板9和底座1通过紧固螺丝10紧固为一体，在拆装单体电池时，需要在依次松紧所有的紧固螺丝（至少2个紧固螺丝）后，再拆装安装板、固定模和压头，导致整个装置及单体电池的拆装、取放非常不便，拆装效率低。

发明内容

本发明是为了解决现有技术的单体电池装配系统所存在的上述技术问题，提供了一种金属导线连接方便、牢固，能在同一测试条件下同时对多个单体电池进行测试，通用性好，且拆装非常方便的用于热电池单体电池电化学性能测试的夹具。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种用于热电池单体电池电化学性能测试的夹具，包括绝缘底板、绝缘托板、绝缘安装板、上导电螺栓及下导电螺栓；所述绝缘托板固定在绝缘底板上，所述绝缘安装板固定于绝缘托板上方；绝缘托板上设有若干用于放置单体电池的单体电池槽，所述单体电池槽的槽底设有下连接通孔，所述下导电螺栓位于单体电池槽内，下导电螺栓的螺杆穿过下连接通孔，下导电螺栓上电连接有下导线；所述绝缘安装板上与单体电池槽相对应的位置处设有上连接通孔，所述上导电螺栓的螺杆穿过上连接通孔，且上导电螺栓的螺杆端面与位于单体电池槽内的单体电池接触，上导电螺栓上电连接有上导线。本发明的整个夹具可以整体取放，且可以反复利用；绝缘托板上的单体电池槽用于放置单体电池，可根据需要在绝缘托板上设置不同数量、不同直径及不同深度的单体电池槽，以满足放置不同类型规格的单体电池，从而使得不同类型规格的单体电池能在同一条件下进行测试，保证测试条件的一致性，测试结果更为客观、准确，单体电池槽的直径与单体电池的直径相适配，以便于对单体电池进行限位，防止其移动；绝缘安装板固定于绝缘托板上方，使得绝缘安装板与绝缘托板之间具有一定的操作空间（取放通道），从而便于单体电池的直接取放，使得单体电池的取放非常方便；上导电螺栓、下导电螺栓均与单体电池接触形成导电连接，从而起到电极接线柱的作用，另外，下导电螺栓能将位于单体电池槽内的单体电池从单体电池槽内顶出，从而便于单体电池取出；上导线、下导线用于分别与电化学测试仪从而形成完整的测试回路；上导线与上导电螺栓电连接，下导线与下导电螺栓电连接，不仅使得上导线与下导线的连接非常方便（可在外部进行连接操作），连接牢固，不易脱落，而且能使上导线、下导线相互隔离，能有效避免相互接触而引起短路。

作为优选，所述绝缘底板上固定有绝缘螺柱，所述绝缘托板上搁置有绝缘垫块，所述绝缘安装板搁置于绝缘垫块上，所述绝缘螺柱穿过绝缘垫块并与绝缘垫块之间间隙配合，绝缘安装板、绝缘垫块及绝缘托板通过绝缘紧固螺母紧固为一体。绝缘垫块起到支撑绝缘安装板的作用，通过更换不同高度的绝缘垫块，能调整绝缘安装板相对于绝缘托板的高度，从而能根据实际使用要求获得不同高度的操作空间，大大提高使用灵活性与通用性；而且绝缘螺柱穿过绝缘垫块并与绝缘垫块之间间隙配合，并通过绝缘紧固螺母紧固，拆装也非常方便。

作为优选，所述绝缘底板、绝缘托板及绝缘安装板均为圆形，绝缘托板的直径大于绝缘安装板的直径，绝缘底板、绝缘托板、绝缘安装板及绝缘螺柱同心。

作为优选，所述单体电池槽围绕绝缘螺柱并沿绝缘托板周向间隔设置。

作为优选，所述绝缘底板、绝缘托板、绝缘安装板、绝缘垫块及绝缘螺柱均为耐高温陶瓷材质。耐高温陶瓷材质可选用耐高温氮化铝。

作为优选，所述上连接通孔为螺纹孔，所述上导电螺栓的螺杆穿过上连接通孔并与上连接通孔螺纹连接，所述上导线绕设在上导电螺栓的螺杆位于上导电螺栓的头部与绝缘安装板之间的部分上。上连接通孔为螺纹孔，上导电螺栓与绝缘安装板之间为螺纹连接，连接稳定牢固，通过旋转上导电螺栓便能使上导电螺栓进行直线升降，实现根据不同厚度的单体电池即时调整上导电螺栓的螺杆端面高度位置（调整上导电螺栓对单体电池的压紧力），使上导电螺栓对单体电池产生合适的压紧力，从而保证单体电池能始终与上导电螺栓、下导电螺栓保持导电接触，调整方便，通用性也大大提高；上导线绕设在上导电螺栓的螺杆位于上导电螺栓的头部与绝缘安装板之间的部分上，连接方便，而且在上导电螺栓的头部与绝缘安装板的阻挡下，上导线不易从上导电螺栓上脱落，同时通过绝缘安装板的阻隔，直接杜绝了上导线与下导线接触的可能性，提高了使用安全性。

作为优选，所述下连接通孔为螺纹孔，所述下导电螺栓的螺杆穿过下连接通孔并与下连接通孔螺纹连接，所述下导线绕设在下导电螺栓的螺杆露于绝缘托板外的部分上。下导电螺栓的螺杆穿过下连接通孔并与下连接通孔螺纹连接，连接牢固稳定；下导线绕设在下导电螺栓的螺杆露于绝缘托板外的部分上，通过绝缘托板的阻隔，杜绝了下导线与上导线接触的可能性，提高了使用安全性。

作为优选，所述下导电螺栓的螺杆露于绝缘托板外的部分上螺接有螺母，所述下导线绕设在下导电螺栓的螺杆位于螺母与绝缘托板之间的部分上。下导线绕设在下导电螺栓的螺杆位于螺母与绝缘托板之间的部分上，连接操作方便，同时在螺母与绝缘托板的阻挡下，下导线不易从下导电螺栓上脱落。

作为优选，所述上导电螺栓、下导电螺栓均为铜合金材质。

作为优选，所述单体电池槽的槽口边缘设有内倒角。内倒角不仅便于单体电池快速、准确放入单体电池槽内，而且还能避免划伤单体电池表面。

因此，本发明具有如下有益效果：

（1）绝缘托板上设置有若干个单体电池槽，以满足放置不同类型规格的单体电池，从而使得不同类型规格的单体电池能在同一条件下进行测试，保证测试条件的一致性，测试结果更为客观、准确；

（2）绝缘安装板固定于绝缘托板上方，使得绝缘安装板与绝缘托板之间具有一定的空间，以便于单体电池的直接取放，使得单体电池的取放非常方便；

（3）通过上导电螺栓、下导电螺栓与单体电池接触形成导电连接，上导线与上导电螺栓电连接，下导线与下导电螺栓电连接，不仅使得上导线与下导线的连接非常方便（可在外部进行连接操作），连接牢固，不易脱落，而且能使上导线、下导线相互隔离，能有效避免相互接触而引起短路。

附图说明

图1是本发明的一种半剖示意图。

图2 是图1中绝缘托板的一种俯视图。

图3是图1中绝缘安装板的一种俯视图。

图中：绝缘底板1，绝缘托板2，绝缘安装板3，上导电螺栓4，下导电螺栓5，单体电池6，单体电池槽7，下连接通孔8，下导线9，上连接通孔10，上导线11，绝缘螺柱12，绝缘垫块13，绝缘紧固螺母14，螺母15。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1所示的一种用于热电池单体电池电化学性能测试的夹具，包括绝缘底板1、绝缘托板2、绝缘安装板3、上导电螺栓4及下导电螺栓5；上导电螺栓、下导电螺栓均为铜合金材质，绝缘底板、绝缘托板及绝缘安装板均为圆形，绝缘托板的直径大于绝缘安装板的直径，绝缘托板搁置在绝缘底板上，绝缘底板上固定有绝缘螺柱12，绝缘托板上搁置有绝缘垫块13，绝缘安装板搁置于绝缘垫块上，绝缘螺柱穿过绝缘垫块并与绝缘垫块之间间隙配合，绝缘安装板、绝缘垫块及绝缘托板通过绝缘紧固螺母14紧固为一体，绝缘底板、绝缘托板、绝缘安装板及绝缘螺柱同心，绝缘底板、绝缘托板、绝缘安装板、绝缘垫块及绝缘螺柱均为耐高温陶瓷材质（耐高温氮化铝）；绝缘托板上设有六个用于放置单体电池6的单体电池槽7（如图2所示），单体电池槽的槽口边缘开有内倒角，单体电池槽围绕绝缘螺柱并沿绝缘托板周向间隔设置，单体电池槽的槽底开有下连接通孔8，下导电螺栓位于单体电池槽内，下连接通孔为螺纹孔，下导电螺栓的螺杆穿过下连接通孔并与下连接通孔螺纹连接，下导电螺栓的螺杆露于绝缘托板外的部分上螺接有螺母15，在下导电螺栓的螺杆位于螺母与绝缘托板之间的部分上电连接有下导线9；绝缘安装板上与单体电池槽相对应的位置处设有上连接通孔10（如图3所示），上连接通孔为螺纹孔，上导电螺栓的螺杆穿过上连接通孔并与上连接通孔螺纹连接，且上导电螺栓的螺杆端面与位于单体电池槽内的单体电池接触，上导电螺栓的螺杆位于上导电螺栓的头部与绝缘安装板之间的部分上电连接有上导线11。

本发明的使用方法为：将需要测试的单体电池放置在相应的单体电池槽内，使单体电池与下导电螺栓的头部接触；旋转单体电池槽上方对应的上导电螺栓，使上导电螺栓的螺杆端面接触并压紧单体电池；将整个夹具放入惰性气氛的密封测试箱中，将上导线、下导线引出密封测试箱后，分别与放电测试仪相连即可进行测试。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (10)

1.一种用于热电池单体电池电化学性能测试的夹具，其特征在于，包括绝缘底板（1）、绝缘托板（2）、绝缘安装板（3）、上导电螺栓（4）及下导电螺栓（5）；所述绝缘托板固定在绝缘底板上，所述绝缘安装板固定于绝缘托板上方；绝缘托板上设有若干用于放置单体电池（6）的单体电池槽（7），所述单体电池槽的槽底设有下连接通孔（8），所述下导电螺栓位于单体电池槽内，下导电螺栓的螺杆穿过下连接通孔，下导电螺栓上电连接有下导线（9）；所述绝缘安装板上与单体电池槽相对应的位置处设有上连接通孔（10），所述上导电螺栓的螺杆穿过上连接通孔，且上导电螺栓的螺杆端面与位于单体电池槽内的单体电池接触，上导电螺栓上电连接有上导线（11）。

2.根据权利要求1所述的一种用于热电池单体电池电化学性能测试的夹具，其特征在于，所述绝缘底板上固定有绝缘螺柱（12），所述绝缘托板上搁置有绝缘垫块（13），所述绝缘安装板搁置于绝缘垫块上，所述绝缘螺柱穿过绝缘垫块并与绝缘垫块之间间隙配合，绝缘安装板、绝缘垫块及绝缘托板通过绝缘紧固螺母（14）紧固为一体。

3.根据权利要求2所述的一种用于热电池单体电池电化学性能测试的夹具，其特征在于，所述绝缘底板、绝缘托板及绝缘安装板均为圆形，绝缘托板的直径大于绝缘安装板的直径，绝缘底板、绝缘托板、绝缘安装板及绝缘螺柱同心。

4.根据权利要求3所述的一种用于热电池单体电池电化学性能测试的夹具，其特征在于，所述单体电池槽围绕绝缘螺柱并沿绝缘托板周向间隔设置。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种用于热电池单体电池电化学性能测试的夹具，其特征在于，所述绝缘底板、绝缘托板、绝缘安装板、绝缘垫块及绝缘螺柱均为耐高温陶瓷材质。

6.根据权利要求1所述的一种用于热电池单体电池电化学性能测试的夹具，其特征在于，所述上连接通孔为螺纹孔，所述上导电螺栓的螺杆穿过上连接通孔并与上连接通孔螺纹连接，所述上导线绕设在上导电螺栓的螺杆位于上导电螺栓的头部与绝缘安装板之间的部分上。

7.根据权利要求1所述的一种用于热电池单体电池电化学性能测试的夹具，其特征在于，所述下连接通孔为螺纹孔，所述下导电螺栓的螺杆穿过下连接通孔并与下连接通孔螺纹连接，所述下导线绕设在下导电螺栓的螺杆露于绝缘托板外的部分上。

8.根据权利要求7所述的一种用于热电池单体电池电化学性能测试的夹具，其特征在于，所述下导电螺栓的螺杆露于绝缘托板外的部分上螺接有螺母（15），所述下导线绕设在下导电螺栓的螺杆位于螺母与绝缘托板之间的部分上。

9.根据权利要求1所述的一种用于热电池单体电池电化学性能测试的夹具，其特征在于，所述上导电螺栓、下导电螺栓均为铜合金材质。

10.根据权利要求1所述的一种用于热电池单体电池电化学性能测试的夹具，其特征在于，所述单体电池槽的槽口边缘设有内倒角。

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