CN210514170U - 锂离子电池电解质锂离子迁移数测试装置 - Google Patents
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Abstract
锂离子电池电解质锂离子迁移数测试装置，属于锂离子电池领域，为了解决现有电解质锂离子迁移数测试装置两锂片对称性差、铝塑膜密封方式复杂，而导致的测试重复性差和操作难度系数大成本高等问题，要点是包括隔膜、锂片、电池外壳、集流板，极耳分体或一体成型在集流板，两锂片由隔膜分隔，限位于集流板上开设的位置对称的定位槽内，并在集流板上开设槽定位线体实现电池的密封，效果是提升体系的操作可重复性和再现性，有效降低锂片与集流体接触电阻，结合控制电解液量使体系较短时间内到达稳定状态。
Description
技术领域
本实用新型属于锂离子电池领域，涉及一种电解质锂离子迁移数测试装置。
背景技术
现有的电解质锂离子迁移数测试装置，用不锈钢电极将对称的锂箔夹紧，整个装置浸入电解液中进行测试，此装置虽然能测试离子迁移数，但是因为仅通过夹紧的方式，会使电极部分锂箔难以完全对称，两电极间的距离不完全固定，导致测量体系的结果重现性差。而且现有的扣电或铝塑膜的密封方式，操作比较烦琐。
实用新型内容
为了解决电解质锂离子迁移数测试装置，其电极间的锂片无法对称而导致体系结果重现性不够理想问题，本实用新型提出如下技术方案：一种锂离子电池电解质锂离子迁移数测试装置，包括隔膜、锂片、电池外壳，还包括集流板，极耳分体或一体成型在集流板，两个锂片由隔膜分隔，隔膜位于两个集流板间，集流板具有安装锂片的定位槽并将所述锂片限位其内，且两个定位槽在各自集流板的位置对称。
进一步的，所述定位槽外周开有密封线槽，密封线配合安装在密封线槽其内，电池外壳位于集流板的外侧，隔膜与集流板面面接触，电池外壳位与集流板面面接触。
进一步的，所述测试装置还包括两组卡扣，各卡扣的两端均具有扣体，电池外壳具有卡扣槽，卡扣的扣体与相应的卡扣槽配合安装，将两个电池外壳紧固。
进一步的，所述的集流板是铜板，电极是锂片。
进一步的，定位槽是锂片定位圆槽，密封线槽是O型圈线槽。
进一步的，密封线为圆形截面线。
进一步的，密封线槽是O型圈方形线槽。
进一步的，密封线的线径为3.0mm，O型圈方形线槽的深度是1.5mm，宽度为3.0mm。
进一步的，密封线为氟橡胶密封线。
进一步的，定位槽的槽深是0.5mm，定位槽是圆形定位槽，其直径为30.0±0.1mm。
有益效果：本实用新型使用集流板，优选为铜片，替换现有技术中的厚度极小的铜箔，其目的是具有厚度的集流板能够形成定位槽，且定位槽位置对称，从而将隔膜与电极间的具有厚度的锂片能够基本完全对称，提升体系的操作可重复性和再现性，有效降低锂片与集流体接触电阻，结合控制电解液量使体系较短时间内到达稳定状态。锂片通过槽配合，能够提高其与集流板的接触性，也能有益于降低接触电阻及降低初始阻抗。在集流板上开设槽定位线体实现电池的密封。
附图说明
图1为测试装置的外形图；
图2为测试装置的分解图；
图3为铜片示意图；
图4为对比例稳态曲线；
图5为实施例1稳态曲线；
图6为实施例2稳态曲线；
图7为实施例1与对比例的阻抗对比图。
1.隔膜，2.锂片，3.集流板，4.电池外壳，5.极耳，6.定位槽，7.密封线槽，8.扣体，9卡扣槽，10.密封线。
具体实施方式
实施例：一种锂离子电池电解质锂离子迁移数测试装置，为了解决现有电解质锂离子迁移数测试装置两锂片对称性差、铝塑膜密封方式复杂，而导致的测试重复性差和操作难度系数大成本高等问题。其具体包括隔膜1、锂片2、电池外壳4，还包括集流板3，极耳5分体或一体成型在集流板3，隔膜1位于两个集流板3间，集流板3具有安装锂片2的定位槽6并将所述锂片2限位其内，且两个定位槽6在各自集流板3的位置对称。
也就是说，极耳分体或一体成型在集流板，优选为位于集流板上侧面，两锂片由隔膜分隔，限位于集流板上开设的位置对称的定位槽内，并在集流板上开设槽定位线体实现电池的密封，效果是提升体系的操作可重复性和再现性，有效降低锂片与集流体接触电阻，结合控制电解液量使体系较短时间内到达稳定状态。
所述定位槽6外周开有密封线槽7，密封线配合安装在密封线槽7其内，电池外壳4位于集流板3的外侧，隔膜1与集流板3面面接触，电池外壳4位与集流板3面面接触。
进一步的，所述测试装置还包括两组卡扣，各卡扣的两端均具有扣体8，电池外壳4具有卡扣槽9，卡扣的扣体8与相应的卡扣槽9配合安装，将两个电池外壳4紧固。
进一步的，所述的集流板3是铜板，电极是锂片2。
进一步的，定位槽6是锂片2定位圆槽，密封线槽7是O型圈线槽。
进一步的，密封线为圆形截面线。
进一步的，密封线槽7是O型圈方形线槽。
进一步的，密封线的线径为3.0mm，O型圈方形线槽的深度是1.5mm，宽度为3.0mm。
进一步的，密封线为氟橡胶密封线。
进一步的，定位槽6的槽深是0.5mm，定位槽6是圆形定位槽6，其直径为30.0±0.1mm。
进一步的，密封线槽的槽体轨迹形状可为正方、长方或圆形。
进一步的，密封线的线径截面可为圆形或方形，配套合适的线槽使用。
进一步的，密封线与线槽的最优选为圆形截面线与方形线槽。
对于上述测试装置，实验采用Bruce Vincent方法，根据以下公式就可以计算得到锂离子迁移数tLi+。
其中：下标s和o分别代表稳态和初始态，I为电流，R为阻抗(交流阻抗测试)，ΔV为施加的偏电压。
(1)Ro、Rs分别代表原始阻抗、初始阻抗、稳态阻抗。
(2)记录初始电流Io和极化稳态电流Is。
由上述方案：本实用新型出使用片体替代箔，从而增加锂片和铜片厚度，能够将锂片与铜片槽配合，且将定位槽设置为对称，即在集流板上开设定位锂片的槽，保证锂片的对称性，精度为0.1mm，降低了接触电阻。线密封、卡扣紧固的方式，代替了原有的铝塑膜真空密封方式，其结构更为简单和紧凑，密封效果基本一致，且实现了重现性强，装置可反复利用。以下结合具体对比例，通过数据比较，以表明本实用新型在减小初始阻抗和快速进入稳态时间的优势。
对比例的锂离子迁移数装置，是使用铜箔、锂箔的压紧的装置，稳态图见图4。
实施例1
本实施例的锂离子迁移数测试装置，是本实用新型的测试装置，对其在手套箱中进行此过程：采用单侧组装，将单面抛光后的铜板置于电池壳体内侧，将线圈和锂片置于铜板的定位槽内待用。用同样的方式组装另一半电池，覆盖上隔膜，反转对接另一半电池后，采用卡扣双侧卡紧。再将电解液注入到电池中，室温静置>8h后，测试不漏液后再在电化学工作站上进行相应的测试。测试具体流程为，初始阻抗测试，搁置>5min，恒压计时法实施，电压10mV，进入稳态后持续一段时间，进行稳态阻抗测试。稳态测试图见图5。密封线的线径为3.0mm，O型圈方形线槽的深度是1.5mm，宽度为3.0mm，定位槽6的槽深是0.5mm，定位槽6是圆形定位槽6，其直径为30.0±0.1mm。
实施例2
本实例锂离子迁移装置的组装和测试过程均与实例1相同，稍有别在于实施例1的为线槽的深度调整为2.0mm，稳态测试图见图6。
实施例1、2与对比例相比：
1.进入稳态的时间大大缩短，且持续的时间较长；
2.两个实施例的初始阻抗明显减小，Nyquist阻抗对比图谱见图7。
备注：对比例-1、2和实施例1、2分别为对比例和实施例的第一二次重复性试验，即该种方法下的再次组装和测试。
以上所述，仅为本发明创造较佳的具体实施方式，但本发明创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明创造披露的技术范围内，根据本发明创造的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明创造的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种锂离子电池电解质锂离子迁移数测试装置，包括隔膜(1)、锂片(2)、电池外壳(4)，其特征在于，还包括集流板(3)，极耳(5)分体或一体成型在集流板(3)，两个锂片(2)由隔膜(1)分隔，隔膜(1)位于两个集流板(3)间，集流板(3)具有安装锂片(2)的定位槽(6)并将所述锂片(2)限位其内，且两个定位槽(6)在各自集流板(3)的位置对称。
2.如权利要求1所述的锂离子电池电解质锂离子迁移数测试装置，其特征在于，所述定位槽(6)外周开有密封线槽(7)，密封线配合安装在密封线槽(7)其内，电池外壳(4)位于集流板(3)的外侧，隔膜(1)与集流板(3)面面接触，电池外壳(4)位与集流板(3)面面接触。
3.如权利要求1所述的锂离子电池电解质锂离子迁移数测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括两组卡扣，各卡扣的两端均具有扣体(8)，电池外壳(4)具有卡扣槽(9)，卡扣的扣体(8)与相应的卡扣槽(9)配合安装，将两个电池外壳(4)紧固。
4.如权利要求1所述的锂离子电池电解质锂离子迁移数测试装置，其特征在于，所述的集流板(3)是铜板，电极是锂片(2)。
5.如权利要求1所述的锂离子电池电解质锂离子迁移数测试装置，其特征在于，定位槽(6)是锂片(2)定位圆槽，密封线槽(7)是O型圈线槽。
6.如权利要求1所述的锂离子电池电解质锂离子迁移数测试装置，其特征在于，密封线(10)为圆形截面线。
7.如权利要求1或4所述的锂离子电池电解质锂离子迁移数测试装置，其特征在于，密封线槽(7)是O型圈方形线槽。
8.如权利要求1所述的锂离子电池电解质锂离子迁移数测试装置，其特征在于，密封线的线径为3.0mm，O型圈方形线槽的深度是1.5mm，宽度为3.0mm。
9.如权利要求1所述的锂离子电池电解质锂离子迁移数测试装置，其特征在于，密封线为氟橡胶密封线。
10.如权利要求1所述的锂离子电池电解质锂离子迁移数测试装置，其特征在于，定位槽(6)的槽深是0.5mm，定位槽(6)是圆形定位槽(6)，其直径为30.0±0.1mm。
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|---|---|---|---|---|
| CN112748160A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-05-04 | 天津力神电池股份有限公司 | 锂离子电池电解液锂离子迁移数的测试方法 |
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| CN112748160A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-05-04 | 天津力神电池股份有限公司 | 锂离子电池电解液锂离子迁移数的测试方法 |
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