一种用于准固态/固态氧化还原电池性能测试装置的制作方法

1.本实用新型涉及电池检测技术领域，具体涉及一种用于准固态/固态氧化还原电池性能测试装置。


背景技术：

2.随着“30
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60”双碳目标的提出，能源供给体系将会向以“可再生能源+储能”的方式转变，促使新型储能技术迎来空前的发展机遇期。氧化还原电池不同于传统的固体电极或气体电极电池，其正极与负极电解质溶液为溶解在液体中的金属离子活性物质，储存在外部储罐中，通过输送泵分别在正、负半电池中循环存储能量，具有容量高、安全性高、寿命长的特点，适合于规模化蓄电。但存在活性金属离子溶解度受限、能量密度低、存在漏液风险、以及因电解质通过系统再循环引起泵吸损失等问题。
3.基于上述问题，电解质溶液半固态化、凝胶化或固态化成为有效的解决方案，如发明专利cn 103500842 a采用将钒活性物质涂覆于石墨毡上，或将石墨毡浸泡于活性物质，以制备出正、负侧准固态化电解质，再与两端集流体等组件连接形成测试模型。但是该专利存在活性物质量不好控制，且手工涂覆过程复杂，重复一致性差等问题，从而导致进行性能测试的结果不准确。而且针对凝胶化电解质，利用合适的性能测试装置，将其组装成二次电池进行性能测试的报道鲜少。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种用于准固态/固态氧化还原电池性能测试装置，目的是解决背景技术中存在的上述问题。
5.本实用新型提供的技术解决方案如下：
6.一种用于准固态/固态氧化还原电池性能测试装置，其特殊之处在于：
7.包括正半电池组件、负半电池组件以及隔膜，所述正半电池组件、所述负半电池组件通过紧固件连接，且将所述隔膜夹设于所述正半电池组件和所述负半电池组件之间；
8.所述正半电池组件和所述负半电池组件结构相同，均包括从外到内依次设置的端板、集流体、双极板、电解质板框，所述双极板上设置有凸起，所述凸起与所述电解质板框嵌合形成电解质的存储腔体，所述电解质板框与所述双极板、所述隔膜之间均为密封，所述集流体外接测试系统，从而实现对准固态/固态氧化还原电池性能的测试。
9.进一步地，所述双极板厚度为0.5mm～10mm。
10.进一步地，所述电解质板框两侧设置有至少一个凹槽，所述凹槽中设置有密封圈，用于所述电解质板框与所述双极板、所述隔膜之间的密封，所述密封圈选自氟橡胶、硅橡胶或氯丁橡胶。
11.进一步地，所述隔膜为质子交换膜、阴离子交换膜或多孔分离膜。
12.进一步地，所述端板周向设置有多个螺孔，所述螺孔中设置有紧固件，所述正半电池组件、所述负半电池组件通过所述紧固件固定。
13.进一步地，所述准固态/固态氧化还原电池为全钒氧化还原电池、钒-铁氧化还原电池、铜离子氧化还原电池、铈离子氧化还原电池或钠离子电池。
14.进一步地，所述端板为铝合金、不锈钢、有机玻璃、聚四氟乙烯或尼龙。
15.进一步地，所述集流体为铜片、不锈钢或钛片。
16.进一步地，所述双极板材料为石墨、导电塑料或碳。
17.进一步地，所述电解质板框材料为尼龙、聚四氟乙烯或有机玻璃。
18.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
19.1.本实用新型提供了一种用于准固态/固态氧化还原电池性能测试装置，通过该装置进行准固态/固态电池尤其是准固态/固态氧化还原离子电解质组装成电池性能的测试，保证了固态电池性能测试条件一致性，提高测试结果精度和平行度；
20.2.本实用新型提供了一种用于准固态/固态氧化还原电池性能测试装置，包括正半电池组件、负半电池组件以及隔膜，通过螺母将正半电池组件、负半电池组件固定，结构紧凑、密封性好、并且安装操作简单，能够满足准固态/固态氧化还原电池性能的测试要求。
附图说明
21.图1为本实用新型中准固态/固态电解质电池测试装置的结构示意图；
22.图2为本实用新型中准固态/固态电解质电池测试装置的剖面示意图。
23.附图标记如下：
24.1-端板；2-集流体；3-双极板；4-电解质板框；5-隔膜；6-密封圈；7-凸起；8-紧固件。
具体实施方式
25.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，下面所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
26.因此，以下结合附图提供的本技术实施例的详细描述旨在仅仅表示本技术的选定实施例，并非限制本技术要求保护的范围。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例，都属于本技术保护的范围。
27.在本实用新型的实施方式的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”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，也可以是电连接或可以相互通讯；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。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的实施方式中的具体含义。
28.参阅图1、图2，本实施例提出的一种用于准固态/固态氧化还原电池性能测试装置是由正半电池组件、负半电池组件和隔膜5组成，正半电池组件、负半电池组件中间通过隔膜5隔开，正半电池组件、负半电池组件通过紧固件8固定连接，使得该装置整体为一体结构，正半电池组件、负半电池组件结构相同，均包括：端板1、集流体2、双极板3、电解质板框
4。正半电池组件、负半电池组件关于隔膜5呈镜像对称。
29.其中，双极板3上设有凸起7，凸起7与电解质板框4嵌合形成电解质存储腔体，电解质为准固态/固态氧化还原离子电解质；电解质板框4的两侧开有凹槽，用于电解质板框4与双极板3、隔膜5之间的密封。
30.优选的，所述双极板厚度为0.5mm～10mm，凸起4的尺寸与电解质板框4内部尺寸一致，嵌入于电解质板框4中。凸起7可以对电解质的位置进行定位，使其不容易发生偏移，同时，方便盛装准电解质。
31.优选的，电解质板框4的两侧设置有至少一个凹槽，凹槽中设置有密封圈6，用于电解质板框4与双极板3、隔膜5之间的密封，密封圈6的数量与凹槽的数量相同，密封圈6选自氟橡胶、硅橡胶、和氯丁橡胶中的至少一种。
32.本实施例中，电解质板框4为耐腐蚀材料，耐腐蚀材料选自尼龙、聚四氟乙烯和有机玻璃中的任意一种。
33.优选的，隔膜5选用质子交换膜、阴离子交换膜或多孔分离膜。本实施例中，隔膜5选用质子交换膜。
34.优选的，端板1周向设置有多个螺孔，螺孔中设置有紧固件8，正半电池组件、负半电池组件通过所述紧固件固定，紧固件8一般选用螺母。
35.本实施例中，端板1为铝合金、不锈钢、有机玻璃、聚四氟乙烯和尼龙中的任意一种。
36.优选的，准固态/固态氧化还原电池为全钒氧化还原电池、钒-铁氧化还原电池、铜离子氧化还原电池、铈离子氧化还原电池和钠离子电池中的任意一种。
37.优选的，集流体2为铜片、不锈钢和钛片中的任意一种。
38.优选的，双极板3为耐腐蚀防渗漏且导电性好的碳材料，碳材料选自石墨、导电塑料和碳中的任意一种。
39.本实用新型结构紧凑、密封性好、并且安装简单，能够满足准固态/固态氧化还原电池性能的测试要求。本实用新型的测试装置可以用于准固态/固态电池尤其是准固态/固态氧化还原离子电解质组装成电池性能的测试，保证了固态电池性能测试条件一致性，提高测试结果精度和平行度。
40.需要注意的是，正半电池组件、负半电池组件可以互换，在进行准固态/固态氧化还原电池性能测试过程中，集流体2还需要外接测试系统，通过测试系统了解测试过程中的各项参数指标。本实施例中，采用的测试系统为蓝电/新威电池测试系统，通过该系统获取所需各项参数指标，该系统为现有技术，这里不再加以阐述。
41.尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。
42.显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：
1.一种用于准固态/固态氧化还原电池性能测试装置，其特征在于：包括正半电池组件、负半电池组件以及隔膜，所述正半电池组件、所述负半电池组件通过紧固件连接，且将所述隔膜夹设于所述正半电池组件和所述负半电池组件之间；所述正半电池组件和所述负半电池组件结构相同，均包括从外到内依次设置的端板、集流体、双极板、电解质板框，所述双极板上设置有凸起，所述凸起与所述电解质板框嵌合形成电解质的存储腔体，所述电解质板框与所述双极板、所述隔膜之间均为密封，所述集流体外接测试系统，从而实现对准固态/固态氧化还原电池性能的测试。2.根据权利要求1所述的用于准固态/固态氧化还原电池性能测试装置，其特征在于：所述双极板厚度为0.5mm～10mm。3.根据权利要求1所述的用于准固态/固态氧化还原电池性能测试装置，其特征在于：所述电解质板框两侧设置有至少一个凹槽，所述凹槽中设置有密封圈，用于所述电解质板框与所述双极板、所述隔膜之间的密封，所述密封圈选自氟橡胶、硅橡胶或氯丁橡胶。4.根据权利要求1所述的用于准固态/固态氧化还原电池性能测试装置，其特征在于：所述隔膜为质子交换膜、阴离子交换膜或多孔分离膜。5.根据权利要求1所述的用于准固态/固态氧化还原电池性能测试装置，其特征在于：所述端板周向设置有多个螺孔，所述螺孔中设置有紧固件，所述正半电池组件、所述负半电池组件通过所述紧固件固定。6.根据权利要求1所述的用于准固态/固态氧化还原电池性能测试装置，其特征在于：所述准固态/固态氧化还原电池为全钒氧化还原电池、钒-铁氧化还原电池、铜离子氧化还原电池、铈离子氧化还原电池或钠离子电池。7.根据权利要求1所述的用于准固态/固态氧化还原电池性能测试装置，其特征在于：所述端板为铝合金、不锈钢、有机玻璃、聚四氟乙烯或尼龙。8.根据权利要求1所述的用于准固态/固态氧化还原电池性能测试装置，其特征在于：所述集流体为铜片、不锈钢或钛片。9.根据权利要求1～8任一所述的用于准固态/固态氧化还原电池性能测试装置，其特征在于：所述双极板材料为石墨、导电塑料或碳。10.根据权利要求9所述的用于准固态/固态氧化还原电池性能测试装置，其特征在于：所述电解质板框材料为尼龙、聚四氟乙烯或有机玻璃。

技术总结
本实用新型公开了一种用于准固态/固态氧化还原电池性能测试装置，解决了现有技术中存在的测试装置种类繁多、使用复杂、测试条件不统一的问题，该装置包括正半电池组件、负半电池组件以及隔膜，正半电池组件、负半电池组件通过紧固件连接，隔膜设置于正半电池组件和负半电池组件之间，正半电池组件和负半电池组件结构相同，均包括从外到内依次设置的端板、集流体、双极板、电解质板框，双极板上设置有凸起，凸起与电解质板框嵌合形成准固态/固态氧化还原离子电解质的存储腔体，电解质板框与双极板、隔膜之间均为密封，集流体外接测试仪器，从而实现对准固态/固态氧化还原电池性能的测试。试。试。


技术研发人员：姚谷敏 周团坤 张尼 耶曼
受保护的技术使用者：西安西北有色地质研究院有限公司
技术研发日：2023.02.14
技术公布日：2023/8/17