CN206441805U - 一种多孔材料电极片真空加注电解液装置 - Google Patents
一种多孔材料电极片真空加注电解液装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种多孔材料电极片真空加注电解液的装置，所述多孔材料电极片真空加注电解液装置包括液体进样器、多个液体进样器的上盖、密封圈、样品槽、多个样品槽的下盖、二通阀，其中液体进样器与样品槽的位置上下一一对应。液体进样器由具孔的上限位螺丝、定位环、橡胶密封垫、具孔的下限位螺丝组成，其中心位置的限位孔允许注射针的针头穿过，直达样品槽。装置可通过真空泵抽真空，再在真空环境下加注电解液，使得作为电极材料的多孔材料能够充分有效的吸收加注的电解液，更好的发挥多孔电极材料的高比表面积、多种孔分布、较高的电极活性等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种多孔材料电极片真空加注电解液装置，可通过真空泵抽真空，再在真空环境下加注电解液，使得作为电极材料的多孔材料能够充分有效的吸收加注的电解液，更好的发挥多孔电极材料的孔道优势。
背景技术
多孔材料为含有一定数量和不同种类孔洞的固体材料，一般具有高比表面积、多种多样的孔分布、较高的电极活性等特征。按孔径尺寸，多孔材料的孔被划分为：小于2nm的微孔、2～50nm的介孔、大于50nm的大孔。在通常情况下，在对多孔材料加注电解液时，多孔材料在与电解液接触过程中，由于孔道中存在气体易于被电解液封堵在多孔材料内部，致使电解液并没有填充进全部的孔道，使得多孔材料的一部分内表面未接触到电解液，降低了多孔材料的利用效率，进而劣化了多孔材料的电化学性能。
有鉴于此，我们设计并制作了一种纳米多孔材料电极片真空加注电解液装置，先将多孔材料电极片抽真空，在真空环境下加注电解液，能让电解液尽可能地填充进全部的孔道，使得多孔材料的内表面充分接触到电解液，而基本不会在多孔材料的孔道内部残余被电解液封闭的气体，能有效地解决常规条件下加注电解液时多孔材料的孔隙不能完全利用的问题，提升多孔材料的电化学性能。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种多孔材料电极片真空加注电解液装置，通过真空泵抽真空，并在真空环境下加注电解液，从而使得多孔材料的孔隙能充分填充进电解液，提高了多孔材料的孔隙利用效率，增进多孔材料的电化学性能。
所述多孔材料电极片真空加注电解液装置的组件：包括：液体进样器(2)、含多个液体进样器(2)的上盖(3)、密封圈(4)、样品槽(5)、含多个样品槽(5)的下盖(6)、二通阀(7)，所述液体进样器(2)固定于上盖(3)的上端，样品槽(5)固定于下盖(6)上部，所述密封圈(4)固定在下盖(6)外周，上盖(3)与下盖(6)闭合后，密封圈(4)能够保证装置密封性能，所述二通阀(7)一侧通过气体导管连入上盖(3)和下盖(6)之间的空隙，另一侧与外界相连接。
液体进样器(2)的组件：其具孔的下限位螺丝(11)中依次放入橡胶密封垫(10)、定位环(9)，再将具孔的上限位螺丝(8)与具孔的下限位螺丝(11)拧紧，从而固定其中的定位环(9)和橡胶密封垫(10)。
该装置的液体进样器(2)与样品槽(5)的位置是上下一一对应的，液体进样器(2)中心位置的限位孔允许一次性针管(1)的针头穿过，直达样品槽(5)，橡胶密封垫(10)保证进样时，液体进样器(2)不漏气。
将二通阀(7)与真空泵连接，上盖(3)和下盖(6)闭合后，打开真空泵和二通阀(7)，对整个装置进行抽真空，达到指定真空度时关闭二通阀(7)，使装置处于真空状态，转移进入手套箱后通过一次性针管(1)加注电解液，系统真空度可以保持至少24h，该装置可以方便的在手套箱中移入和移出；液体进样器(2)和样品槽(5)的数量可根据需要以及手套箱过渡舱的尺寸做合理增减；上盖(3)和下盖(6)的材质可为金属、或塑料。
本实用新型涉及的一种多孔材料电极片真空加注电解液装置，有效的解决了常规方法加注电解液时多孔材料电极片的孔隙利用不完全的问题，提升了多孔材料的电化学性能。
附图说明
图1本实用新型的一种多孔材料电极片真空加注电解液装置；
图2采用常规直接滴加方式给三维石墨烯多孔材料正极片加注电解液的锂‐空气电池的恒电流充放电循环测试结果；
图3采用本实用新型的三维石墨烯多孔材料正极片真空加注电解液装置进行电解液加注的锂‐空气电池的恒电流充放电循环测试结果图,加注电解液后，正极片在真空状态下静置2小时，再进行锂‐空气电池封装。
图中：
1是一次性针管 2是液体进样器 3是上盖 4是密封圈
5是样品槽 6是下盖 7是二通阀 8是具孔的上限位螺丝
9是定位环 10是橡胶密封垫 11是具孔的下限位螺丝。
具体实施方式
如图1所示，一种多孔材料电极片真空加注电解液装置，包括：液体进样器(2)、含多个液体进样器(2)的上盖(3)、密封圈(4)、样品槽(5)、含多个样品槽(5)的下盖(6)、二通阀(7)，所述液体进样器(2)固定于上盖(3)的上端，样品槽(5)固定于下盖(6)上部，所述密封圈(4)固定在下盖(6)外周，上盖(3)与下盖(6)闭合后，密封圈(4)能够保证装置密封性能，所述二通阀(7)一侧通过气体导管连入上盖(3)和下盖(6)之间的空隙，另一侧与外界相连接。
所述液体进样器(2)的组件包括有其具孔的下限位螺丝(11)中依次放入橡胶密封垫(10)、定位环(9)，再将具孔的上限位螺丝(8)与具孔的下限位螺丝(11)拧紧，从而固定其中的定位环(9)和橡胶密封垫(10)。
该装置的液体进样器(2)与样品槽(5)的位置是上下一一对应的，液体进样器(2)中心位置的限位孔允许一次性针管(1)的针头穿过，直达样品槽(5)，橡胶密封垫(10)保证进样时，液体进样器(2)不漏气。
将二通阀(7)与真空泵连接，上盖(3)和下盖(6)闭合后，打开真空泵和二通阀(7)，对整个装置进行抽真空，达到指定真空度时关闭二通阀(7)，使装置处于真空状态，转移进入手套箱后通过一次性针管(1)加注电解液，系统真空度可以保持至少24h，该装置可以方便的在手套箱中移入和移出；液体进样器(2)和样品槽(5)的数量可根据需要以及手套箱过渡舱的尺寸做合理增减；上盖(3)和下盖(6)的材质可为金属、或塑料。
使用方法：
a)将样品放入样品池(5)中；
b)闭合上盖(3)和下盖(6)；
c)将二通阀(7)与真空泵连接并打开真空泵和二通阀(7)，对整个装置进行抽真空；
d)达到指定真空度时关闭二通阀(7)，使装置处于真空状态；
e)将装置与真空泵分离，移入手套箱中；
f)在手套箱中，将已抽取一定量电解液的一次性针管(1)的针头，穿过液体进样装置中心，到达样品池(5)，加注电解液；
g)对其他样品池(5)重复步骤(f)；
h)静置指定时间后打开二通阀(7)；
i)取出多孔材料电极片进行电池组装测试。
以一个实例来说明本实用新型装置的优点：
以CR2302纽扣型锂‐空气电池为对象。锂‐空气电池以三维石墨烯多孔材料为正极、金属锂为负极、LiTfSI/DMSO为电解液，组装成CR2302型纽扣电池，正极(空气电极)的电池壳上带有通气孔。三维石墨烯多孔材料的正极片的电解液加注方式分别采用图1所示的本实用新型装置和常规的直接滴加方式完成，二者电化学性能对比如图2和图3所示。可以清楚地看出，在放电深度为800mAh g‐1的情况下，对于采用常规直接滴加方式加注电解液的锂‐空气电池，其恒电流充放电循环圈数为130圈；而对于采用本实用新型的装置给三维石墨烯多孔材料正极片加注电解液的锂‐空气电池，其循环圈数可达154圈，其循环性能显著提升了18.5％。这一结果表明：采用本实用新型装置加注电解液能更好地让电解液进入多孔电极材料内孔道，提高了多孔电极材料的孔隙利用效率，增进了多孔电极材料的电化学性能。
Claims (4)
1.一种多孔材料电极片真空加注电解液装置，包括：液体进样器(2)、含多个液体进样器(2)的上盖(3)、密封圈(4)、样品槽(5)、含多个样品槽(5)的下盖(6)、二通阀(7)，所述液体进样器(2)固定于上盖(3)的上端，样品槽(5)固定于下盖(6)上部，所述密封圈(4)固定在下盖(6)外周，上盖(3)与下盖(6)闭合后，密封圈(4)能够保证装置密封性能，所述二通阀(7)一侧通过气体导管连入上盖(3)和下盖(6)之间的空隙，另一侧与外界相连接。
2.根据权利要求1所述的一种多孔材料电极片真空加注电解液装置，其中液体进样器(2)与样品槽(5)的位置是上下一一对应的；液体进样器(2)中心位置的限位孔允许一次性针管(1)的针头穿过，直达样品槽(5)；橡胶密封垫(10)保证进样时，液体进样器(2)不漏气。
3.根据权利要求1所述的一种多孔材料电极片真空加注电解液装置，其特征在于所述液体进样器(2)和样品槽(5)的数量可根据需要以及手套箱过渡舱的尺寸做合理增减。
4.根据权利要求1所述的一种多孔材料电极片真空加注电解液装置，其特征在于：所述上盖(3)和下盖(6)的材质为金属、或塑料。
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| CN201621134654.4U CN206441805U (zh) | 2016-10-18 | 2016-10-18 | 一种多孔材料电极片真空加注电解液装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109346336A (zh) * | 2018-11-13 | 2019-02-15 | 清华大学 | 一种叠层结构超级电容器的柔性封装方法 |
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2016
- 2016-10-18 CN CN201621134654.4U patent/CN206441805U/zh not_active Expired - Fee Related
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