[發明專利]一種固體/液體電解質的離子電導率測量夾具及測量方法

有效

• 申請號: 202010885823.2
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN112051308B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發明（設計）人: 張鳳;周磊
• 申請（專利權）人: 哈爾濱師范大學
• 主分類號: G01N27/04
• 分類號: G01N27/04
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 王海婷

本發明提供了一種固體/液體電解質的離子電導率測量夾具及測量方法，測量夾具包括上電極、下電極、基座、上部卡子、下部托盤、探針和托盤夾持件，上電極安裝在基座的上部空腔內，下電極安裝在基座的下部空腔內，上部卡子穿過上部空腔和上電極，與上電極螺旋連接，上部卡子底端卡緊探針，在下電極上開設有安裝孔，在安裝孔內安裝有彈簧，在彈簧上端壓緊有彈性觸點且通過限位螺母限位；托盤夾持件設置在下部空腔內，托盤夾持件的圓環狀本體壓緊在限位螺母上，托盤夾持件的限位凸起穿過限位孔，下部托盤放入下部空腔的容納孔內，且底部與彈性觸點接觸，探針、下部托盤和彈性觸點同軸設置。本發明結構簡單，使用廣泛，測量結果準確。

技術領域

本發明屬于電導率測量技術領域，尤其是涉及一種固體/液體電解質的離子電導率測量夾具及測試方法。

背景技術

燃料電池是一種將燃料與氧化劑的化學能通過電化學反應直接轉換成電能的發電裝置。在能量轉換過程中，傳導離子并隔絕電子的電解質隔膜的性能直接影響電池性能、能量效率和使用壽命，而導電性能是衡量隔膜性能的一個重要指標。

燃料電池隔膜的導電性能測量技術主要有直流掃描法、交流阻抗法和同軸探針法。其中兩電極交流阻抗法由于所需設備簡單，操作簡單，測量快捷，而且測量的是隔膜的橫向電阻,雖在低頻段由于界面阻抗的影響，其測得的膜電阻的絕對精度較差，但基本可滿足研究需要,為眾多研究者所采用。

采用兩電極交流阻抗法測試隔膜的離子傳導率通用手段是將待測膜試樣用上、下電極夾緊，上、下電極分別連接電化學工作站的測試端子，采用交流阻抗法進行測量，頻率0.1-1MHz,擾動電壓10-200mV。此類測試夾具存在如下缺點：(1)使用較多(一般四個以上)螺栓結構來固定上、下電極，使電極對正，導致裝配費時；(2)夾具在電池裝配上依靠測試人本身力量大小、熟練程度來確定待測膜的所受壓力，隨意性較大，測試結果受人為影響較多；(3)不能同時測定固體和液體電解質；(4)無法測量極少量的試樣。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種固體/液體電解質的離子電導率測量夾具，結構簡單，使用廣泛，測量結果準確。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種固體/液體電解質的離子電導率測量夾具，包括上電極、下電極、基座、上部卡子、下部托盤、探針和托盤夾持件，所述的基座包括一體成型的上部空腔、支撐架和下部空腔，所述上部空腔和下部空腔平行布置，且分別與支撐架的上下端連接，所述的上電極安裝在基座的上部空腔內，所述的下電極安裝在基座的下部空腔內，所述的上部卡子穿過上部空腔和上電極，所述的上部卡子與上電極螺旋連接，所述的上部卡子底端卡緊探針，在下電極上開設有安裝孔，在安裝孔內安裝有彈簧，在彈簧上端壓緊有彈性觸點且通過限位螺母限位，所述下部托盤的外壁上對稱設有兩個限位凸起，在下部空腔的上壁面上開設有與下部托盤形狀相適應的容納孔和限位托盤夾持件的定位孔；

所述托盤夾持件包括圓環狀本體和定位凸起，所述的定位凸起固設在圓環狀本體的邊緣處，在圓環狀本體上對稱開設有兩個與限位凸起對應的凹槽，所述托盤夾持件設置在下部空腔內，托盤夾持件的圓環狀本體壓緊在限位螺母上，托盤夾持件的定位凸起穿過定位孔，所述的下部托盤放入下部空腔內，且與容納孔對應，下部托盤的底部與彈性觸點接觸，所述探針、下部托盤和彈性觸點同軸設置。

進一步的，所述上電極和下電極分別與電極引出線連接，所述電極引出線與電化學測量儀連接。

進一步的，所述下部托盤為平板類結構或槽類結構；所述探針類型根據待測試樣種類決定。

進一步的，上部卡子包括卡子本體和錐形帽，在卡子本體上部設有與上電極連接的螺紋孔，在卡子本體底端設有與錐形帽配合的錐形分瓣螺紋段，所述探針伸入錐形分瓣螺紋段內，且頂端抵在設置卡子本體內部的壓縮彈簧上。

進一步的，在探針與待測試樣的接觸處和下部托盤與待測試樣接觸處均覆有鍍鉑凸起。