[發明專利]電導率測試用夾具及其裝配方法

有效

• 申請號: 201110223886.2
• 申請日: 2011-08-05
• 公開（公告）號: CN102323453A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 李海濱;邸志剛
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01R1/04
• 分類號: G01R1/04;G01R3/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及的是一種電化學及新能源技術領域的測試工具，尤其涉及固態或液態電解質的電導率或者電阻率的測試工具設計和測試方法。

背景技術

電解質是指本身可以產生自由離子或者在一定條件下(例如溶于溶劑形成溶液或高溫熔融)能夠呈現離子導電性而導電的化合物。由于其獨特的離子選擇性而在電化學電池中受到廣泛重視。其中包括儲能電池中的電解質膜，電解槽，離子傳感器已經燃料電池電解質等。而對于電解質材料來說，電導率是最重要的指標之一。因為，只有在電化學電池中，高的電導率意味著高的電池輸出性能、工作效率和穩定性等。因此對于特定材料來說，精確的測量和表征其電導率具有科學的和現實的意義。電導率的測試有兩種基本的測試方法：平行平面法和垂直平面法。對于平行平面測試法而言，測量過程中電流優先沿著被測電解質的長度方向或者橫向移動（對于薄片狀電解質）。而對于垂直平面測量方法而言，電流則沿著厚度方向或者縱向移動（對于薄片狀電解質）。雖然就測量手段本身而言，平行平面測試方法相對簡單。但是對于大多數實際應用而言，電解質的離子傳導更多的是垂直平面模式。傳統的電解質測量技術中有其它缺陷：1.即使引入高頻交流測試方法，電極和電解質界面的電荷遷移阻抗和雙層電容效應很難通過普通的夾持方法抵消；2.對于系統研究電解質在不同的測試環境（濕度，溫度等）下的電導率的變化規律，傳統的電極夾持方法將不能很好的保證電極板之間的電解質與測試環境達到良好的動態平衡；3.對于特殊電解質，如脆性或者液態電解質，傳統的電極夾持方法不能保證測試結果的統一性，因此缺乏系統對比性。

發明內容

本發明針對現有技術存在的不足，提供一種電導率測試用夾具及其裝配方法，旨在解決電解質材料電導率性能測試中的固定和測試方法問題，同時通過引入模塊化的套件設計方案，使其成為通用型電解質電導率性能測試夾具。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明提供一種電導率測試用夾具，包括：精密預緊滑動機構、固定外框、固定電解質的夾持模塊套件，所述精密預緊滑動機構包括壓頭和與其配合的定位頭，所述壓頭上固定絲杠；所述固定外框兩側設有滑槽固定側板；

所述夾持模塊套件分為用于薄膜、塊體等固態電解質測試和用于液態電解質測試的兩類：

所述液態電解質用夾持模塊套件包括上電極板、下電極板、上絕緣板和下絕緣板；所述上絕緣板、下絕緣板分別固定在壓頭和固定外框底面，上電極板、下電極板分別與上絕緣板、下絕緣板固定；

所述固態電解質用夾持模塊套件包括上電極板、下電極板、上絕緣板、下絕緣板以及多孔碳材料，所述多孔碳材料集成在上電極板、下電極板上，所述上絕緣板、下絕緣板分別固定在壓頭和固定外框底面，上電極板、下電極板分別與上絕緣板、下絕緣板固定。

所述定位頭包括平面軸承、擋圈、定位止動螺口，定位止動螺口設置在平面軸承上，平面軸承設置在固定外框上，并通過擋圈固定。

所述液態電解質用夾持模塊套件，其中的上電極板上設有液態電解質導流管道，液態電解質導入口，平面密封O型圈。

所述液態電解質用夾持模塊套件，其中的下電極板上設有液態電解質槽，電極板固定插件。

所述精密預緊滑動機構依靠小螺距(0.5mm機械絲桿或者更為精確的步進電機)來控制壓力施加速度和大小，其壓力大小可通過在固定電解質的夾持模塊套件底部安裝薄片式壓力傳感器來實現精密微調。

所述壓頭設有突出的滑塊，該滑塊和固定外框的滑槽配合，并在固定外框側面添加固定側板保證了壓頭的垂直升降。

所述上下絕緣板定位固定電解質的夾持模塊套件來實現電解質材料的有效測試面積活化面積對中。絕緣板同時起到絕緣上下夾持模塊當中的電極板的作用。其中上絕緣板采用燕尾槽結構或者其他類似配合結構并引入旋鈕卡扣以固定絕緣板。此結構易于拆卸，固定牢固。

本發明提供一種電導率測試用夾具的裝配方法，包括如下步驟：

第一步，將定位頭安裝平面軸承以及定位止動螺釘，裝入第一個固定外框的中心孔中，由軸用擋圈固定；

第二步，將壓頭與下絕緣板固定，并固定壓頭和絲桿；

第三步，將壓頭裝入固定外框中，并將兩個固定外框固定，固定滑槽固定側板；

第四步，將壓頭與定位頭配合；

第五步，將下絕緣板與第二個固定外框固定；

第六步，將上電極板、下電極板分別固定在上下絕緣板中，并將固定旋鈕裝入壓頭中，并調節位置固定上絕緣板；

第七步，將電極板與外接集電導線固定。