本實(shí)用新型涉及一種電化學(xué)工作站，具體涉及一種大容量鋰離子電池的電化學(xué)阻抗測試裝置。

背景技術(shù)：

電化學(xué)阻抗譜（electrochemical impedance spectroscopy, EIS）作為一種重要的電化學(xué)測試技術(shù)，已被廣泛應(yīng)用于鋰離子在電極中的嵌入和脫出過程研究。其工作原理為：以小振幅的正弦波電壓（或電流）為擾動(dòng)信號(hào)，測量體系對擾動(dòng)的跟隨情況（電流-時(shí)間或相位-時(shí)間曲線），也可直接測量電極阻抗隨交流信號(hào)頻率變化。這種研究電極系統(tǒng)的方法就是交流阻抗法，又稱為EIS。電化學(xué)工作站可以測出頻率范圍很寬的阻抗譜，以此來研究電極系統(tǒng)能比常規(guī)方法得到更多的動(dòng)力學(xué)信息和電極界面結(jié)構(gòu)信息，是研究材料儲(chǔ)鋰動(dòng)力學(xué)和界面反應(yīng)的重要手段；再結(jié)合等效電路，還可通過分析電池阻抗的來源判斷電池失效的原因。因此，對電池進(jìn)行EIS分析研究顯得至關(guān)重要。

電化學(xué)工作站在鋰離子電池中的應(yīng)用仍較多分布在扣式電池或是小容量鋰電中（Journal of Power Sources,111 (2002) 255-267;Journal of Physics Chemistry C, 113,11390-11398; Journal of Power Sources, 216,(2012),304-307），對大容量的鋰電池電化學(xué)阻抗測試相對研究較少，測試條件也未完善。目前對扣式電池或小容量電池的阻抗測試夾具一般均為鱷魚夾（如圖1所示），其與電池電極極耳的接觸面為鋸齒形，接觸面積較小。此外，電化學(xué)工作站在測試電池阻抗時(shí)通常采用兩電極體系，即將參比電極RE1/RE2、輔助電極CE以及工作電極WE四條線中以RE1和CE相連、RE2和WE相連的模式，將RE2和WE連接的電極作為電壓端，CE和RE1連接的電極作為電流端。再將這兩兩相連的電極線通過夾具連接至極耳處收集信號(hào)，做成兩電極體系來測試電池阻抗。這樣的測試方法會(huì)造成接觸電阻值較大，影響到歐姆內(nèi)阻的精確度，并且對電池一致性的分析判斷也會(huì)造成誤差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型旨在提供一種大容量鋰離子電池的電化學(xué)阻抗測試裝置，在測試容量大的全電池電化學(xué)阻抗時(shí)減小接觸電阻對電池歐姆內(nèi)阻的影響，同時(shí)保證電池阻抗測試和電池一致性判斷的精確度。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：

一種大容量鋰離子電池的電化學(xué)阻抗測試裝置，包括電化學(xué)工作站，所述電化學(xué)工作站的兩個(gè)參比電極、輔助電極和工作電極分別通過電極導(dǎo)線與鋰離子電池上的電池極耳一一對應(yīng)連接，并通過鴨嘴夾具將電極導(dǎo)線的端部與電池極耳夾持連接上。

進(jìn)一步方案，所述鴨嘴夾具包括夾持臂，所述夾持臂通過軸芯與手持臂連接；所述夾持臂為平板狀。

更進(jìn)一步方案，所述夾持臂的材質(zhì)為銅鍍金。

測試時(shí)，將待測鋰離子電池放入電磁屏蔽箱中；再將與電化學(xué)工作站的參比電極RE1和RE2、輔助電極CE以及工作電極WE連接的四條電極導(dǎo)線的端部分別用鴨嘴夾具兩兩夾在鋰離子電池正負(fù)極極耳上,其中RE2和WE接在正極極片上，RE1和CE接在負(fù)極極片上；關(guān)上電磁屏蔽箱進(jìn)行阻抗測試。

由于本實(shí)用新型采用鴨嘴夾具，其夾持臂為鍍金的平板狀，將電極導(dǎo)線和鋰離子電池極耳進(jìn)行夾持連接時(shí)，使每個(gè)鴨嘴夾具的夾持臂是直接與電極導(dǎo)線和極耳接觸的，既增大了極耳與鴨嘴夾具的接觸面積，又避免了電極導(dǎo)線兩兩相連接后，再通過夾具將其連接至極耳處所產(chǎn)生的內(nèi)阻。從而極大減小了接觸內(nèi)阻，全電池的歐姆電阻值也相應(yīng)有很大程度的降低，從而提高電化學(xué)工作站在全電池測試中的精確度。

即采用本實(shí)用新型的測試裝置進(jìn)行檢測時(shí)，減少了接觸內(nèi)阻和歐姆內(nèi)阻，降低測試結(jié)果不確定度，提高電化學(xué)工作站對全電池測試中的精確度，并提高電化學(xué)阻抗在電池一致性判斷中的準(zhǔn)確度。相比于現(xiàn)有的測試時(shí)裝置中所用的鱷魚夾具來說，大大提高了準(zhǔn)確度，同時(shí)也為電化學(xué)工作站在全電池中的拓展提供一種簡便易行的技術(shù)支持。

本實(shí)用新型的測試裝置的連接方式為四根電極導(dǎo)線直接與四個(gè)極耳分別連接，然后用鴨嘴夾將其固定。減少各種連接帶來的阻抗，同時(shí)電極導(dǎo)線與極耳直接接觸大大增大測試數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有扣式電池測試裝置中的鱷魚夾的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型中的鴨嘴夾具的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型的測試裝置對三支同批次鋰離子電池測試的電化學(xué)阻抗譜圖；

圖5為現(xiàn)有的扣式電池測試裝置對三支同批次電池測試的電化學(xué)阻抗測試譜圖。

圖中：1-電化學(xué)工作站，2-電極導(dǎo)線，3-鴨嘴夾具，3.1-手持臂、3.2-軸芯、3.3-夾持臂，4-電池極耳，5-鋰離子電池。

具體實(shí)施方式

如圖2、3所示，一種大容量鋰離子電池的電化學(xué)阻抗測試裝置，包括電化學(xué)工作站1，所述電化學(xué)工作站1的兩個(gè)參比電極、輔助電極和工作電極分別通過電極導(dǎo)線2與鋰離子電池5上的電池極耳4一一對應(yīng)連接，并通過鴨嘴夾具3將電極導(dǎo)線2的端部與電池極耳4夾持連接上。

進(jìn)一步方案，所述鴨嘴夾具3包括夾持臂3.3，所述夾持臂3.3通過軸芯3.2與手持臂3.1連接；所述夾持臂3.3為平板狀。

所述夾持臂3.3的材質(zhì)為銅鍍金。

測試時(shí)，先將鋰離子電池5的極耳及電化學(xué)工作站1的測試夾具分別用2000目砂紙打磨，去除氧化層部分。將連接電化學(xué)工作站1的工作電極RE2、輔助電極WE的電極導(dǎo)線2的端部分別用銅鍍金的鴨嘴夾具3的夾持臂3.3夾在鋰離子電池5的正極的兩片極耳4上；再將連接參比電極線RE1、輔助電極線CE的電極導(dǎo)線2的端部分別用鴨嘴夾具3的夾持臂3.3夾在鋰離子電池5的負(fù)極的兩片極耳4上；然后將此裝置置于電磁屏蔽箱中進(jìn)行測試。

對同批次的其他兩支電池也做相同的電化學(xué)阻抗測試，其電化學(xué)阻抗譜圖如圖4所示，三支鋰離子電池的歐姆內(nèi)阻值相差甚微，其阻值小，反映出全電池的歐姆內(nèi)阻值實(shí)際應(yīng)該在2毫歐左右。因此，通過將電化學(xué)工作站測試裝置的改進(jìn)，對電化學(xué)阻抗譜在全電池中的精確度提升和應(yīng)用程度擴(kuò)展都起著相當(dāng)重要的作用。

如圖5所示，是采用現(xiàn)有扣式電池測試裝置對三支同批次電池測試的電化學(xué)阻抗測試譜圖，即將連接電化學(xué)工作站1的工作電極RE2、輔助電極WE的兩電極導(dǎo)線連接后再通過鱷魚夾夾在電池的正極耳處，再將連接參比電極線RE1、輔助電極線CE的兩電極導(dǎo)線連接后再通過鱷魚夾夾在電池的負(fù)極耳處。然后置于電磁屏蔽箱中進(jìn)行測試這樣測出三支同批次電池的歐姆內(nèi)阻差異性較大，如圖5所示，其左側(cè)高頻段截距，這主要是由于電極導(dǎo)線之間以及電極導(dǎo)線與夾具之間的接觸內(nèi)阻較大造成。

對比圖4、5可知，本實(shí)用新型的測試裝置提高了測試電化學(xué)阻抗譜的精確度。

本實(shí)用新型針對不同的實(shí)施方式具有各種變化，但皆不脫離本實(shí)用新型的范圍，另外，其中的說明及附圖僅作解釋本實(shí)用新型之用，并不用于限制本實(shí)用新型。