金屬空氣電池測試裝置及測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬空氣電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種金屬空氣電池測試裝置及測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近幾年來，金屬空氣電池被科技界和產(chǎn)業(yè)界所廣泛關(guān)注。金屬空氣電池的陽極為活潑金屬(如Mg、Al與Zn等)，放電時(shí)金屬M(fèi)被氧化成相應(yīng)的金屬離子Mn+ ；電解液通常為堿性或中性介質(zhì)，如KOH或NaCl水溶液；陰極活性物質(zhì)為空氣中的02，放電時(shí)02被還原成0H-?？諝庵械难鯕饪稍丛床粩嗟?cái)U(kuò)散至電化學(xué)反應(yīng)界面，并通過電化學(xué)反應(yīng)而放出電能。由于金屬空氣電池的原材料豐富、性價(jià)比高、理論能量密度高，且完全無污染，因此，被稱為是“面向21世紀(jì)的綠色能源”。其中，鎂空氣電池與鋁空氣電池的理論能量密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鉛酸電池、鎳氫電池和鋰離子電池，并且接近能量密度最高的氫氧燃料電池和汽油，顯示了較好的應(yīng)用前景。
[0003]最近，美國銷業(yè)Alcoa與以色列Phinergy公司合作開發(fā)了一款新型的銷空氣電池。他們將該電池應(yīng)用于改裝的雪鐵龍Cl上，在蒙特利爾一級方程式賽道上進(jìn)行了試駕。結(jié)果表明，他們所研發(fā)的重量為100公斤的鋁空氣電池可以續(xù)航1600公里。此外，韓國科技研宄院能源研宄中心的Cho博士研發(fā)出一款新型的鎂空氣動力電池，能使電動汽車在一塊完整電池的驅(qū)動下，行駛距離達(dá)到800公里，完成了全球首次鎂空氣電池汽車的路面測試。但由于技術(shù)保密的原因，具體的電池結(jié)構(gòu)、參數(shù)及相關(guān)信息等無法獲得?？梢?，金屬空氣電池在動力型電池領(lǐng)域的研發(fā)得到了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展，很有可能替代現(xiàn)有的鋰離子電池與鉛酸電池。
[0004]金屬空氣電池的陰陽極、電解液在研發(fā)和生產(chǎn)過程中，需要對其性能進(jìn)行檢驗(yàn)和評價(jià)。為節(jié)約成本，準(zhǔn)確測試各個(gè)組成部件的性能，多采用單電池測試裝置來評價(jià)其陰陽極與電解液的性能。該單電池測試裝置大多由各實(shí)驗(yàn)室或公司自建，沒有統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)，由于技術(shù)、設(shè)計(jì)和加工水平各不相同，各實(shí)驗(yàn)室或公司所測得的金屬空氣電池性能差異較大，重復(fù)性較差，無法反應(yīng)電極的真實(shí)性能差異，限制了金屬空氣電池的研發(fā)和工業(yè)化生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種可實(shí)施性強(qiáng)，安裝效率高的金屬空氣電池測試裝置。
[0006]本發(fā)明實(shí)施例提供一種金屬空氣電池測試裝置，包括呈長方體狀的測試主體，所述測試主體包括頂面、底面及連接所述頂面與所述底面的前側(cè)面，所述測試主體的頂面上設(shè)有向所述測試主體的底面延伸的電解液槽，所述測試主體的前側(cè)面向內(nèi)凹陷形成有陰極固定槽，所述陰極固定槽的底面設(shè)有與所述電解液槽連通的電解液通道。
[0007]進(jìn)一步地，所述金屬空氣電池測試裝置還包括上蓋板，所述上蓋板蓋合于所述電解液槽，所述上蓋板設(shè)有陽極導(dǎo)線孔。
[0008]進(jìn)一步地，所述上蓋板還設(shè)有通氣孔。
[0009]進(jìn)一步地，所述上蓋板還設(shè)有與注液孔。
[0010]進(jìn)一步地，所述蓋板朝向所述電解液槽的端面上設(shè)有陽極定位槽，所述陽極導(dǎo)線孔貫穿所述陽極定位槽。
[0011]進(jìn)一步地，所述上蓋板通過固定件可拆卸地安裝在所述測試主體上。
[0012]進(jìn)一步地，所述金屬空氣電池測試裝置還包括陰極壓板及多個(gè)壓緊螺栓，所述陰極壓板為長方體平板，所述陰極壓板上開設(shè)多個(gè)通孔及陰極空氣入口，所述測試主體的前側(cè)面上設(shè)有多個(gè)固定孔，所述多個(gè)固定孔與所述多個(gè)通孔一一對應(yīng)，所述陰極壓板通過所述多個(gè)壓緊螺栓穿過所述多個(gè)通孔鎖入所述多個(gè)固定孔固定安裝在所述測試主體上。
[0013]進(jìn)一步地，所述壓緊螺栓包括螺栓桿、設(shè)置在所述螺栓桿一端的蝶形螺母和套設(shè)于所述螺栓桿的彈簧墊片。
[0014]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種金屬空氣電池測試裝置的測試方法，包括以下步驟:
[0015]按照測試主體的陰極固定槽的形狀與尺寸制備裁剪出陰極；
[0016]將所述陰極中的催化層面向所述測試主體，并放置于所述測試主體的陰極固定槽內(nèi)；
[0017]在所述陰極的集流層面蓋上陰極壓板；
[0018]通過壓緊螺栓將所述陰極壓板固定安裝在所述測試主體上；
[0019]將所述陽極卡在所述上蓋板的陽極定位槽中，將所述陽極的導(dǎo)線從所述上蓋板的陽極導(dǎo)線孔中穿出；
[0020]將所述上蓋板蓋合所述電解液槽；
[0021]通過所述上蓋板的注液孔注入電解液；以及
[0022]待電解液浸泡所述陽極與所述陰極達(dá)設(shè)定時(shí)間后，對金屬空氣電池進(jìn)行電化學(xué)性能測試。
[0023]進(jìn)一步地，在步驟通過壓緊螺栓將所述陰極壓板固定安裝在所述測試主體上之后還包括以下步驟:調(diào)整壓緊螺栓的松緊度，使陰極密封電解液通道。
[0024]本發(fā)明的有益效果是:
[0025]1.、本發(fā)明所提供的金屬空氣電池測試裝置僅有4個(gè)部件構(gòu)成，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，加工容易，成本低。
[0026]2、本發(fā)明所提供的金屬空氣電池測試裝置的安裝不需借助機(jī)械設(shè)備，裝配簡單，可實(shí)施性強(qiáng)，安裝效率高。
[0027]3、本發(fā)明所提供的金屬空氣電池測試裝置設(shè)計(jì)了陰極固定槽和陽極定位槽，能夠準(zhǔn)確的定位陽極與陰極，保證在測試過程中陽極與陰極的相對位移保持不變。
[0028]4、本發(fā)明所提供的金屬空氣電池測試裝置設(shè)計(jì)了具有凹面結(jié)構(gòu)的陰極固定槽，并且通過壓緊螺栓將電池測試槽、陰極與陰極壓板進(jìn)行彈性壓縮，因此，無需密封元件即可實(shí)現(xiàn)電解液無外漏。
【附圖說明】
[0029]為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施方式中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0030]圖1是本發(fā)明的金屬空氣電池測試裝置的分解結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖2是圖1的組裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖3是圖1中的主體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖4是圖1中的陰極壓板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖5是本發(fā)明的金屬空氣電池測試裝置的測試方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施方式中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施方式中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施方式僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施方式，而不是全部的實(shí)施方式。基于本發(fā)明中的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施方式，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0036]請結(jié)合參照圖1-4，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種金屬空氣電池測試裝置，包括測試主體3，所述測試主體3呈長方體狀，所述測試主體3包括頂面301、底面302及連接所述頂面301與所述底面302的前側(cè)面303。所述測試主體3的頂面301上設(shè)有向所述測試主體3的底面302延伸的電解液槽31。所述測試主體3的前側(cè)面303向內(nèi)凹陷形成有陰極固定槽32，所述陰極固定槽32的底面設(shè)有與所述電解液槽31連通的電解液通道33。
[0037]在利用本發(fā)明的金屬空氣電池測試裝置對金屬空氣電池進(jìn)行測試時(shí)，首先將金屬空氣電池的陽極2與陰極4分別安裝在電解液槽31以及陰極固定槽32內(nèi)，并且陰極4將電解液通道33的出口密封。然后在電解液槽31內(nèi)注入電解液即可實(shí)現(xiàn)地金屬空氣電池的進(jìn)行測試。需要說明的是，所述陰極固定槽32用于定位陰極4。所述電解液通道33用于供電解液槽31內(nèi)電解液通過，保證電解液和陰極4充分接觸。
[0038]在本實(shí)施例中，所述金屬空氣電池測試裝置還包括上蓋板I，所述上蓋板I為長方體平板并蓋合所述電解液槽31。所述上蓋板I開設(shè)有陽極導(dǎo)線孔13、通氣孔12與注液孔15。在將電解液注入電解液槽31之間，所述上蓋板I蓋合于所述電解液槽31，所述陽極2的導(dǎo)線通過所述陽極導(dǎo)線孔13引出，以便測試陽極2的電流和電壓。所述通氣孔12用于保證陽極2在工作過程中產(chǎn)生的氣體及時(shí)排出電解液槽31，所述注液孔15用于向電解液槽31