CN220106638U - 参比电极的结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种参比电极的结构，包括具有容纳腔的壳体，以及导电主体，容纳腔的底部设有开口，并于开口处封堵有电解液保持层，电解液保持层用于将电解液保持层上方的电解液保持在容纳腔内，并能够使渗透至电解液保持层内的电解液和锂电池的极片接触，导电主体的一端浸润于电解液保持层上方的电解液中，另一端用于和外部测试设备连接。本实用新型所述的参比电极的结构，通过在壳体内设有电解液，并设置导电主体与电解液接触用于导电，同时通过电解液与锂电池的极片接触，进而形成导电通路。另外设置电解液保持层，用于保持电解液和极片的接触，以有效的验证模拟仿真结果的可靠性。

Description

参比电极的结构

技术领域

本实用新型涉及锂电池测试技术领域，特别涉及一种参比电极的结构。本实用新型还涉及一种应用该参比电极的结构的极片的测试方法。

背景技术

随着新能源产业的高速发展和普及，锂离子电池作为新能源产业中的核心储能部件，它的尺寸也正从小型化向大型化转变。随着电芯的尺寸变大，电芯的能量密度得到进一步提升，逐渐逼近现有电池体系350Wh/kg的理论极限。

同时，由于尺寸增加，加剧了电芯极片不同位置的充放电深度差异，表现为局部电势差异，并最终会导致电芯容量下降，电芯循环失效，严重的导致电芯负极析出锂枝晶，引起电芯起火，爆炸。为了避免此类问题的发生，通常电芯设计时会通过改进材料配方，提高制造一致性，优化热管理水平和限制使用条件等手段来缓解局部的电势差异。

一般的，借助现有的电化学仿真技术，可以用来预测电芯极片不同位置的电位变化情况，但是由于没有有效的实验验证手段，该方法的可靠性无法得到有效的验证。并且随着电芯在不同工况下的使用，极片局部电势的差异变得更加难以预测。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种参比电极的结构，以提高测试结果的可靠性。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种参比电极的结构，包括具有容纳腔的壳体，以及导电主体；

所述容纳腔的底部设有开口，并于所述开口处封堵有电解液保持层，所述电解液保持层用于将所述电解液保持层上方的电解液保持在所述容纳腔内，并能够使渗透至所述电解液保持层内的电解液和锂电池的极片接触；

所述导电主体的一端浸润于所述电解液保持层上方的电解液中，另一端用于和外部测试设备连接。

进一步的，还包括固定组件，所述壳体和所述导电主体均设于所述固定组件上。

进一步的，所述固定组件包括套筒；

所述壳体的一部分插入所述套筒内，另一部分自所述套筒的第一端伸出，所述套筒和所述壳体之间密封设置；

所述导电主体的一部分插入所述套筒内，另一部分自所述套筒伸出，所述套筒和所述导电主体之间密封设置。

进一步的，所述固定组件还包括采用绝缘材质制成的压紧件，所述压紧件自所述套筒的第二端插入所述套筒内，并能够相对于所述套筒滑动，且所述压紧件和所述套筒之间密封设置；

和/或，所述参比电极的结构还包括导电线，所述导电线的一端与所述导电主体电连接，另一端穿出所述套筒外，以与所述外部测试设备连接；

和/或，所述导电主体的一端与所述压紧件连接，所述压紧件用于承接外力而带动所述导电主体滑动，以使所述导电主体的另一端浸润在所述电解液内。

进一步的，所述容纳腔内设有位于所述电解液保持层上方的补偿部，所述电解液保持层上方的所述电解液经所述补偿部进入所述电解液保持层。

进一步的，所述补偿部采用多孔纤维材料制成。

进一步的，所述电解液保持层采用凝胶材料制成。

进一步的，所述壳体的底部设有弹性吸附结构，所述弹性吸附结构用于吸附在所述极片上，且所述弹性吸附结构能够产生形变，以使所述电解液保持层与所述极片接触。

进一步的，所述弹性吸附结构采用设于所述开口处的吸盘，所述吸盘的一端设于所述壳体上，另一端用于抵紧所述极片。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

本实用新型所述的参比电极的结构，通过在壳体内设有电解液，并设置导电主体与电解液接触用于导电，同时通过电解液与锂电池的极片接触，进而形成导电通路。另外设置电解液保持层，用于保持电解液和极片的接触，且可便于使电解液与极片的不同位置接触，从而有效的验证模拟仿真结果的可靠性。

本实用新型的另一目的在于提出极片的测试方法，所述测试方法应用如上所述的参比电极的结构，且所述测试方法包括：

所述导电主体的一端连通所述外部测试设备的正极，所述外部测试设备的负极连通极片；所述导电主体的另一端浸润于所述电解液保持层上方的电解液中；

和/或，所述壳体的设有开口的部位抵紧所述极片的表面待测试部位，以使渗透至所述电解液保持层内的电解液和锂电池的极片保持接触。

本实用新型所述的极片的测试方法，通过应用上述的参比电极的结构，可利于提高验证模拟仿真结果的可靠性。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的参比电极的结构的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的壳体内部的结构示意图。

附图标记说明：

1、壳体；201、导电主体；202、导电线；3、固定组件；301、套筒；302、压紧件；4、补偿部；5、电解液保持层；6、吸盘。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“背”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连接件”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

实施例一

本实施例涉及一种参比电极的结构，在整体构成上，如图1所示，包括具有容纳腔的壳体1，以及导电主体201。

其中，容纳腔的底部设有开口，并于开口处封堵有电解液保持层5，电解液保持层5用于将电解液保持层5上方的电解液保持在容纳腔内，并能够使渗透至电解液保持层5内的电解液和锂电池的极片接触。并且，导电主体201的一端浸润于电解液保持层5上方的电解液中，另一端用于和外部测试设备连接。

本实用新型的参比电极的结构，通过在壳体1内设有电解液，并设置导电主体201与电解液接触用于导电，同时通过电解液与锂电池的极片接触，进而形成导电通路，便于测试过程的顺利进行。另外设置电解液保持层5，用于保持电解液和极片的接触，且可便于使电解液与极片表面的不同位置接触，从而有效的验证模拟仿真结果的可靠性。

基于以上设计思想，本实施例的参比电极的结构的一种示例性结构如图2所示，壳体1的结构优选为上下具有开口的套管结构，其中部为能够容纳电解液的容纳腔，而为避免电解液从壳体1的底部流出，在容纳腔的底部下开口的位置填充有电解液保持层5。

其中，作为优选的，电解液保持层5采用凝胶材料制成，电解液可渗透到电解液保持层5内，同时也不会过多的流出。浸润电解液的电解液保持层5接触到极片表面，可便于进行导电。上述的导电主体201一端浸润在电解液中，另一端连接外部测试设备。

为保持导电主体201浸润在电解液中，本实施例中，还包括固定组件3，壳体1和导电主体201均设于固定组件3上。具体的固定组件3包括套筒301，壳体1的一部分插入套筒301内，下部分自套筒301的第一端伸出。导电主体201的一部分插入套筒301内，另一部分自套筒301伸出。其中，本实施例中，将壳体1的下端称为第一端，壳体1的上端称为第二端。

参照图1中示出的，壳体1的上半部分插入套筒301内，壳体1的下半部分留在套筒301外部，以使得渗透至电解液保持层5内的电解液能够与极片的表面接触。

此外，仍参照图1中示出的，上述的导电主体201优选的采用金属锂棒，金属锂棒的下端浸润在电解液中。并作为优选的，参比电极的结构还包括导电线202，导电线202的一端与导电主体201电连接，另一端穿出套筒301外，以与外部测试设备连接。其中，导电线202优选的采用包漆铜线，其具有较好的导电效果，当然可以理解的是，导电线202还可采用其它的导电性能较好的材质，在此不作具体的限定。

值得注意的是，由于金属锂棒插入电解液内会产生电解反应。在通电状态下，为保证整个结构的安全性，套筒301和壳体1之间密封设置，且套筒301和导电主体201之间密封设置。并且套筒301选用为绝缘材质，便于测试人员的手持移动整个结构，同时保证结构的安全性。

另外，为始终保持金属锂棒能够浸润在电解液内。本实施例中，固定组件3还包括采用绝缘材质制成的压紧件302，压紧件302自套筒301的第二段插入套筒301内，并能够相对于套筒301滑动，且压紧件302和套筒301之间密封设置。

参照图1中示出的，压紧件302设置绝缘的柱形结构，其结构简单，便于设置。压紧件302与金属锂棒的顶端连接，且压紧件302用于承接外力而带动金属锂棒滑动，以使金属锂棒的下端始终保持浸润在电解液内。

为进一步的避免电解液外流过多，本实施例中，参照图2中示出的，容纳腔内设有位于电解液保持层5上方的补偿部4，电解液保持层5上方的电解液经补偿部4进入到电解液保持层5，以能够有效的避免电解液进入电解液保持层5过多，同时能够在电解液保持层5内的电解液缺失时，及时的向电解液保持层5内补充电解液。其中，作为优选的，补偿部4采用多孔纤维材料制成。可以理解的是，补偿部4还可采用其它的适用的材质。

另外，本实施例中，在壳体1的底部设有弹性吸附结构，弹性吸附结构用于吸附在极片上，且弹性吸附结构能够产生形变，以使电解液保持层5与极片接触。结合图1和图2中示出的，弹性吸附结构采用设于开口处的吸盘6，吸盘6的一端设于壳体1上，吸盘6的另一端用于抵紧极片。其结构简单，便于设置，当然也可采用其它的结构，在此不做具体的限定。

本实施例的参比电极的结构，在使用时，将吸盘6吸附在极片的表面，使得电解液保持层5能够与极片表面接触。并且使得外部测试设备的负极连接极片的极耳，正极与包漆铜线相连，通电状态下，电流通过包漆铜线到金属锂棒，使得金属锂棒和电解液产生反应，另外电解液保持层5内的电解液与极片的表面接触，使得整个形成导电通路，进而方便测试极片该位置的电位。

实施例二

本实施例涉及一种极片的测试方法，该测试方式应用实施例一中的参比电极的结构，且该测试方法包括：导电主体201的一端连通外部测试设备的正极，外部测试设备的负极连通极片。导电主体201的另一端浸润于电解液保持层5上方的电解液中。壳体1的设有开口的部位抵紧极片的表面待测试部位，以使渗透至电解液保持层5内的电解液和锂电池的极片表面保持接触。

本实施例的极片测试方法，通过应用实施例一中的参比电极的结构，可便于测试极片不同位置的电位，从而可有效的验证模拟仿真结果的可靠性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种参比电极的结构，其特征在于：

包括具有容纳腔的壳体，以及导电主体；

所述容纳腔的底部设有开口，并于所述开口处封堵有电解液保持层，所述电解液保持层用于将所述电解液保持层上方的电解液保持在所述容纳腔内，并能够使渗透至所述电解液保持层内的电解液和电池的极片接触；

所述导电主体的一端浸润于所述电解液保持层上方的电解液中，另一端用于和外部测试设备连接。

2.根据权利要求1所述的参比电极的结构，其特征在于：

还包括固定组件，所述壳体和所述导电主体均设于所述固定组件上。

3.根据权利要求2所述的参比电极的结构，其特征在于：

所述固定组件包括套筒；

所述壳体的一部分插入所述套筒内，另一部分自所述套筒的第一端伸出，所述套筒和所述壳体之间密封设置；

所述导电主体的一部分插入所述套筒内，另一部分自所述套筒伸出，所述套筒和所述导电主体之间密封设置。

4.根据权利要求3所述的参比电极的结构，其特征在于：

所述固定组件还包括采用绝缘材质制成的压紧件，所述压紧件自所述套筒的第二端插入所述套筒内，并能够相对于所述套筒滑动，且所述压紧件和所述套筒之间密封设置；

和/或，所述参比电极的结构还包括导电线，所述导电线的一端与所述导电主体电连接，另一端穿出所述套筒外，以与所述外部测试设备连接；

和/或，所述导电主体的一端与所述压紧件连接，所述压紧件用于承接外力而带动所述导电主体滑动，以使所述导电主体的另一端浸润在所述电解液内。

5.根据权利要求1所述的参比电极的结构，其特征在于：

所述容纳腔内设有位于所述电解液保持层上方的补偿部，所述电解液保持层上方的所述电解液经所述补偿部进入所述电解液保持层。

6.根据权利要求5所述的参比电极的结构，其特征在于：

所述补偿部采用多孔纤维材料制成。

7.根据权利要求1所述的参比电极的结构，其特征在于：

所述电解液保持层采用凝胶材料制成。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的参比电极的结构，其特征在于：

所述壳体的底部设有弹性吸附结构，所述弹性吸附结构用于吸附在所述极片上，且所述弹性吸附结构能够产生形变，以使所述电解液保持层与所述极片接触。

9.根据权利要求8所述的参比电极的结构，其特征在于：

所述弹性吸附结构采用设于所述开口处的吸盘，所述吸盘的一端设于所述壳体上，另一端用于抵紧所述极片。