CN220914291U - 一种扣式三电极电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种扣式三电极电池，具有：负极壳；第一垫片，设置在负极壳内；负极片，设置在负极壳内；负极片设置在第一垫片上；正极壳；第二垫片，设置在正极壳内；正极片，设置在正极壳内；正极片设置在第二垫片上；隔膜，正极壳和负极壳均通过隔膜封闭；正极壳和负极壳连接；铜线，设置在正极片的隔膜和负极片的隔膜之间，是一种便于测试正负极电位的扣式三电极电池，可以确保制作过程简单，测试结果稳定、数据重复性好。
Description
技术领域
本实用新型属于电池技术领域，尤其涉及一种扣式三电极电池。
背景技术
在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
在研究电池的电化学反应过程中，往往研究的是一个电化学反应的半反应。如果采用两电极体系的话，得到的就是阳极和阴极的电压-电流曲线。但是一旦体系中有电流通过，电极就会发生极化，从而导致电位变化，这样一来测试人员就无法确定电池的电化学半反应是在怎样的电位下发生的反应，研究结果也就有很大的不确定性。
因此，为了解决这个问题，我们把第三个电极加到体系中来构成三电极体系。这个加入的电极就是参比电极，它的作用就是作为测量目标反应电极电位的一个基准电极。实际上，测得的工作电极的电位就是相对于参比电极的电势。而工作电极和对电极构成电流回路，在工作电极和对电极上分别发生两个半反应。
常用的三电极电池一般是通过如下方法制作：(1)通过卷绕或叠片的方式将所述铜箔包覆卷芯制成三电极卷芯；(2)对三电极卷芯分别预留正极极耳、负极极耳和三电极极耳；(3)将步骤(2)的三电极卷芯分别与盖板、三电极极耳对应焊接，后续常规封装、注液、化成、分容。由于正极极耳、负极极耳和参比电极都需要焊接，不仅步骤麻烦，还需要专业人员进行操作。在三电极电池组装过程中，参比电极入孔处会因为电池密封出现参比电极断路、接触不良，且封口处易发生漏液等问题，成功率很低，导致测试数据稳定性和重复性变差。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种扣式三电极电池，是一种便于测试正负极电位的扣式三电极电池，可以确保制作过程简单，测试结果稳定、数据重复性好。
为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种扣式三电极电池，具有：
负极壳；
第一垫片，设置在所述负极壳内；
负极片，设置在所述负极壳内；所述负极片设置在第一垫片上；
正极壳；
第二垫片，设置在所述正极壳内；
正极片，设置在所述正极壳内；所述正极片设置在第二垫片上；
隔膜，所述正极壳和负极壳均通过隔膜封闭；所述正极壳和负极壳连接；
铜线，设置在所述正极片的隔膜和负极片的隔膜之间。
所述负极壳内设有弹片，所述第一垫片安装在弹片上。
所述正极壳和负极壳的接缝处设有环氧树脂胶。
所述第一垫片为0.5mm。
所述第二垫片为1.0mm。
所述铜线为直径为40μm的漆包铜丝。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果，基于传统的三电极电池在测试中容易失效、数据稳定性差、结果失真这一问题；提供一种便于测试正负极电位的扣式三电极电池，可以确保制作过程简单，测试结果稳定、数据重复性好。
附图说明
图1为本实用新型实施例中提供的扣式三电极电池的结构示意图；
图2为本实用新型实施例中提供的扣式三电极电池的充放电曲线图；
图3为传统技术的电极电池的充放电曲线图；
上述图中的标记均为：1、负极壳，2、弹片，3、第一垫片，4、负极片，5、隔膜，6、铜线，7、第二垫片，8、正极片，9、正极壳。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
参见图1，一种扣式三电极电池，具有：负极壳1；第一垫片3，设置在负极壳1内；负极片4，设置在负极壳1内；负极片4设置在第一垫片3上；正极壳9；第二垫片7，设置在正极壳9内；正极片8，设置在正极壳9内；正极片8设置在第二垫片7上；隔膜5，正极壳9和负极壳1均通过隔膜5封闭；正极壳9和负极壳1连接；铜线6，设置在正极片8的隔膜5和负极片4的隔膜5之间。
负极壳1内设有弹片2，第一垫片3安装在弹片2上。正极壳9和负极壳1的接缝处设有环氧树脂胶。第一垫片3为0.5mm。第二垫片7为1.0mm。铜线6为直径为40μm的漆包铜丝。
具体操作步骤如下：
1、在负极壳上依次加入弹片、垫片、负极极片；
2、在负极极片上滴加上电解液后，平铺上隔离膜，再滴上电解液；
3、将铜线放置在隔离膜上，滴上电解液，平铺上隔离膜，滴上电解液；
4、放入正极极片，垫片，盖上正极壳。
5、在封口机上完成封口后，在正负极壳界面处滴上一圈环氧树脂胶进行密封，静置1小时后凝固。
步骤3中，所述的铜丝直径为40μm的漆包铜丝，并经过浓H2SO4浸泡3h后用无水乙醇冲洗，再用稀盐酸浸泡20min，最后用去离子水超声清洗，放进40℃烘箱中干燥1h。
步骤5中，所述的环氧树脂胶由环氧树脂和固化剂按1：1进行配料合成。
采用充放电测试柜，连接电池正极和参比电极，进行充电，完成铜线镀锂，放电至2.5V左右。对上述方式制作的A、B、C、D四个电池以0.1C进行充放电测试，观察其三电极电压-时间曲线波动情况，如图3所示。
基于传统的三电极电池在测试中容易失效、数据稳定性差、结果失真这一问题；提供一种便于测试正负极电位的扣式三电极电池，可以确保制作过程简单，测试结果稳定、数据重复性好。
对比例1：[使用普通电芯制作三电极电池]
1.通过卷绕的方式将磷酸铁锂正极极片、石墨负极极片包覆卷芯制成三电极卷芯
2.步骤(1)中的三电极卷芯分别预留正极极耳、负极极耳和三电极极耳；
3.将步骤(2)中的三电极卷芯分别与盖板、三电极极耳一一对应焊接，后续封装、注液、化成、分容工序则按照电池常规工艺流程制作；
4.制作完成后，采用充放电测试柜，连接电池正极和三电极极耳，进行充电，完成铜箔镀锂，放电至2.5V左右。
5.对上述方式制作的A、B、C、D四个电池以0.1C进行充放电测试，观察其三电极电压-时间曲线波动情况，如图3所示。
实施例1：[使用扣式制作三电极电池]
1.在负极壳上依次加入弹片、0.5mm垫片、负极极片；
2.在负极极片上滴加上电解液后，平铺上隔离膜，再滴上电解液；
3.将铜丝放置在隔离膜上，滴上电解液，平铺上隔离膜，滴上电解液；
4.放入正极极片，1.0mm垫片，盖上正极壳；
5.在封口机上完成封口后，在正负极壳界面处滴上一圈环氧树脂胶进行密封，静置1小时凝固。
6.采用充放电测试柜，连接电池正极和参比电极，进行充电，完成铜线镀锂，放电至2.5V左右。
7.对上述方式制作的A、B、C、D四个电池以0.1C进行充放电测试，观察其三电极电压-时间曲线波动情况，如图2所示。
对比例与实施例中扣电测试数据对比：
结果分析：
对比例1中三电极电池制作成功率仅为50％，实施例1中三电极电池制作成功率为100％，说明实施例1中三电极电池制作成功率高。
对比例1中A、C电池电位曲线存在异常波动。而实施例1中A、B、C、D电池电位曲线较为稳定，且基本一致，说明扣式三电极电池的结果数据可信度高于对比例。
三电极电池的电压关系应为：全电池电压＝正极对参比电位-负极对参比电位。从对比例与实施例扣电测试数据对比表中可以看出，对比例数据偏差明显大于实施例，说明扣式三电极电池数据结果稳定且较为一致。
采用上述的结构后，基于传统的三电极电池在测试中容易失效、数据稳定性差、结果失真这一问题；提供一种便于测试正负极电位的扣式三电极电池，可以确保制作过程简单，测试结果稳定、数据重复性好。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”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。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种扣式三电极电池，其特征在于，具有：
负极壳；
第一垫片，设置在所述负极壳内；
负极片，设置在所述负极壳内；所述负极片设置在第一垫片上；
正极壳；
第二垫片，设置在所述正极壳内；
正极片，设置在所述正极壳内；所述正极片设置在第二垫片上；
隔膜，所述正极壳和负极壳均通过隔膜封闭；所述正极壳和负极壳连接；
铜线，设置在所述正极片的隔膜和负极片的隔膜之间。
2.如权利要求1所述的扣式三电极电池，其特征在于，所述负极壳内设有弹片，所述第一垫片安装在弹片上。
3.如权利要求2所述的扣式三电极电池，其特征在于，所述正极壳和负极壳的接缝处设有环氧树脂胶。
4.如权利要求3所述的扣式三电极电池，其特征在于，所述第一垫片为0.5mm。
5.如权利要求4所述的扣式三电极电池，其特征在于，所述第二垫片为1.0mm。
6.如权利要求5所述的扣式三电极电池，其特征在于，所述铜线为直径为40μm的漆包铜丝。
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