[发明专利]用于电解液测试的恒温装置

说明书

技术领域  

本发明涉及锂离子电池生产领域，更具体的说，是涉及一种锂离子电池电解液测试的恒温装置。

背景技术

锂离子电池作为绿色环保能源已经广泛应用于各种领域，但当环境温度低于0℃时，锂离子电池的性能开始降低。由于航天、航空、电动汽车等特殊使用环境的要求，对锂离子电池的最低工作温度要求已经降至-40℃左右，因此，提高锂离子电池的低温性能已经成为锂离子电池研究者关注的重点问题。

在低温下，锂离子电池充放电性能劣化的主要原因是电解液电导率下降、固相电极阻抗增大、极化效应增强、Li⁺扩散速率降低等。因此，在低温电池开发过程中，对电解液的优化和选择是必不可少的一个方面，而判断一种电解液在低温下是否适用的主要依据，就是测试不同温度下电解液的电导率等物性参数，如果这些物性参数随温度的变化值不大，则初步认为该电解液适用于此低温范围。另外，要综合考虑电极和电解液的综合影响，可以通过制作三电极体系，测试其在低温下的充放电曲线等，从而为低温电池开发中电极材料及电解液的优化提供参考数据。

目前，电解液的低温电导率测试，虽然也借助低温恒温槽进行，但是由于缺乏相应的配套装置，致使电解液与环境的热交换量较大，达到稳定温度的时间较长甚至不能稳定。而电池的高低温性能测试则多采用恒温烘箱提供恒温环境，该设备庞大，且必须放置在其他电池性能测试设备旁边，因此缺乏灵活适用性；另外，该设备噪声大，烘箱内部由于电机震动无法提供稳定环境，因此不能满足诸如电化学工作站等精密测试的配套使用。而本发明所提供的测试装置易于制作，不需对测试单元进行特殊加工，操作方法简单，适用范围广，具有相当的灵活性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子电池电解液测试的恒温装置。

本发明用于电解液测试的恒温装置，通过下述技术方案予以实现，所述装置包括自制恒温槽、保温盖板和外置恒温源；保温盖板扣于自制恒温槽上；所述自制恒温槽包括内容器、外容器和紫铜管，内容器与外容器之间填充保温层，紫铜管沿内容器内壁做螺旋状盘绕，紫铜管两端分别穿过保温盖板与外置恒温源的液体入口和液体出口连接；所述保温盖板顶部测试线穿孔。

所述自制恒温槽内外容器均由不锈钢材质制成。自制恒温槽内放有与外置恒温源内相同的液体，将测试单元置于自制恒温槽内。

所述紫铜管内径r_z≥4mm，紫铜管壁厚1-2mm。紫铜管两端分别通过保温橡胶管与外置恒温源的液体入口和液体出口连接。

所述外置恒温源采用低温恒温槽。所述保温盖板由泡沫保温板制成，保温盖板厚度3cm以上。

本发明提供了一种电解液测试的恒温装置，该装置用于保持电解液的恒温状态，从而为测量电解液在不同温度下的物性参数及其他应用性能提供恒温条件。本发明采用外置低温恒温槽作为恒温源，以其输出的恒温液体作为加热及制冷介质，以盘绕在自制恒温槽内壁的紫铜管作为加热及制冷通道，恒温液体在紫铜盘管内自下向上流动，通过不断的热交换，自制恒温槽内液体及测试单元电解液即达到与设定温度一致的恒温状态，该方法简单易操作，且不需对测试单元进行特殊加工，适用范围广，具有相当的灵活性。

本装置用于为电解液的物性参数及其他应用测试提供恒温条件，为精确测定温度对电解液物性参数等的影响提供测试手段，从而为不同使用环境下电池设计中的电解液等材料的优化选择提供数据依据。

本装置可推广应用于任何需要恒温的其他小型测试中，如电解液的电导率、粘度等测试，锂离子电池两电极、三电极测试，扣式电池的高低温性能测试等。

附图说明

图1为恒温装置示意图；

图中1为自制恒温槽内容器；2为自制恒温槽外容器；3为保温棉；4为紫铜管；5为恒温液体入口； 6为恒温液体出口；7为保温盖板；8为恒温液体；9为热电偶；10为测试线穿孔；

图2为三电极测试单元组装图；

图中，21为广口瓶，22为密封塞，23为导线，24为钳夹，25为测试电极，26为对电极，27为参比电极，28为电解液；9为热电偶；

图3为EL1在不同温度（20℃，-10℃，-25℃）下的循环伏安测试曲线图；

图4为EL2在不同温度（20℃，-10℃，-25℃）下的循环伏安测试曲线图。

具体实施方式

下面分别以电解液的电导率测试及低温下的循环伏安测试为例，结合附图详细说明本发明，以进一步阐述本发明实质性特点和显著的进步。