CN202949008U - 一种锂离子电池的三电极装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于锂离子电池领域，特别涉及一种锂离子电池的三电极装置，旨在解决现有技术的三电极装置灵敏性差、密封性形差，极耳之间间隙会漏液的不足，该锂离子电池的三电极装置，包括壳体、正极、负极和参比电极，正极、负极和参比电极依次叠片组装并封装于壳体内，正极和负极之间、负极和参比电极之间设有隔膜，正极、负极和参比电极的极耳分别从壳体的不同侧面引出。该实用新型具有结构简单、灵敏度高、密封性好的优点。

Description

一种锂离子电池的三电极装置

技术领域

本实用新型属于锂离子电池领域，特别涉及一种锂离子电池的三电极装置。

背景技术

目前，对电池新电极材料、电池体系的电化学性能的测试与评价是目前锂离子电池进一步提高性能、进行技术改造的一个重要环节。目前，对新材料体系的初步评价主要基于两电极的模拟电池，这种两电极体系对于精确评价电池电极体系的本征电化学过程存在或多或少的偏差，尤其是对于微小参数偏差比较敏感的一类电化学测试，如线性扫描、交流阻抗等。因此，如何简单而又有效地得到这类电极材料的本征电化学性能，对电极材料的进一步调整与改善有着重要影响。精确测量电化学反应过程的参数，一般采用三电极体系，锂离子电池体系的对水及氧化性气氛的特殊敏感性又决定了其不能也不宜采用简单的三电极体系，如何简单且有效的确定三个电极的空间位置、并且在此基础上实现不漏液、在大气环境下测量方便是三电极装置设计最为重要的因素。

中国专利授权公告号CN2757128Y，授权公告日2006年2月8日，公开了一种聚合物和液体软包装锂离子电池中的三电极装置，其在实体电池内部的两个极同侧，有金属锂作为第三参比电极，第三参比电极由引线引出第三参比电极柱。金属锂第三参比电极的面积为2×4mm，厚度为0.5mm。第三参比电极柱与原电池两极柱在同一电池表面上。该实用新型结构简单，使用方便，不足之处是：该三电极装置密封性差，同侧的电极的极耳之间间隙位置会出漏液现象。

发明内容

本实用新型的目的在于解决现有技术的三电极装置灵敏性差、密封性形差，极耳之间间隙会漏液的不足，提供一种结构简单、灵敏度高、密封性好的锂离子电池的三电极装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种锂离子电池的三电极装置，包括壳体、正极、负极和参比电极，正极、负极和参比电极依次叠片组装并封装于壳体内，正极和负极之间、负极和参比电极之间设有隔膜，正极、负极和参比电极的极耳分别从壳体的不同侧面引出。负极位于正极和参比电极之间，参比电极与负极尽量靠近，两者之间由隔膜隔开，可在最大程度上消除溶液内阻产生极化作用的影响，提高了三电极装置的灵敏度；正极、负极、参比电极分别采用三个方向出极耳，可直接避免两个极耳之间缝隙出现封装不严实而导致的漏液问题。

作为优选，所述参比电极为金属锂片，金属锂片的直径为10~20mm，金属锂片的厚度为0.2cm。

作为优选，所述隔膜为由聚丙烯膜和聚乙烯膜构成的复合膜。

作为优选，所述正极的长度为1~3cm，宽度为1~3cm。

作为优选，所述负极的长度为1~3cm，宽度为1~3cm。

本实用新型的有益效果是：设计合理，结构简单、紧凑，密封性好；消除溶液内阻产生极化作用的影响，检测灵敏度高；使用方便，应用范围广。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中电极的叠放方式示意图；

图中：1、正极，2、负极，3、参比电极，4、隔膜，5、壳体。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体说明。

实施例：

如图1所示的一种锂离子电池的三电极装置， 包括正极1、负极2、参比电极3和壳体5，参比电极3为金属锂片，金属锂片的直径为10~20mm，本实施例采用16mm，金属锂片的厚度为0.2cm，正极1的长度为1~3cm，本实施例采用2cm，宽度为1~3cm，本实施例采用2cm，负极2的长度为1~3cm，本实施例采用2cm，宽度为1~3cm，本实施例采用2cm，负极2位于正极1和参比电极3之间，正极1和负极2之间、负极2和参比电极3之间设有隔膜4，隔膜4为由聚丙烯膜和聚乙烯膜构成的复合膜，本实施例隔膜4采用一层聚丙烯膜和一层聚乙烯膜构成的双层复合膜，如图2所示，正极1、隔膜4、负极2、隔膜4和参比电极3按顺序叠加后置于壳体5内，其中正极1、负极2、参比电极3朝向三个不同的方向，然后优先热封壳体5的三条边，最后一条边待注液完成后再热封，正极1、负极2、参比电极3均浸入电解液中，本实用新型的三个电极位于不同方位，电池壳体5易于密封。

采用本实用新型研究锂离子电池电极性能方法如下：

正极1、负极2、参比电极3的集流体均采用铜镀镍片，正极1、负极2、参比电极3的极耳均采用铜镀镍极耳，将待测试的正、负极材料按常规工艺加工成正、负极片，然后按上述方法组装成三电极装置，再与安捷伦数据采集器、普林斯顿V3电化学工作站及两台辅助计算机（一台计算机是控制电化学工作站，另一台计算机是控制数据采集器）一起组装成三电极系统。

通过电化学工作站在正极1与负极2之间施加一个恒定的电流，（即相当于对电池展开首次充电过程），锂离子从正极1脱出，嵌入负极2，在此过程中，正、负极电位均发生变化，电化学工作站连接的计算机记录下正、负极之间的电压值；与数据采集器连接的计算机则同步记录下正极1与参比电极3之间电压以及负极2和参比电极之间电压值，然后再通过测量全电池电压-充电时间函数关系、负极2与参比电极3之间电压-充电时间函数关系，对正极1、负极2在全电池的各项电性能测试中的电化学特征展开研究。

以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳的方案，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (5)

1. 一种锂离子电池的三电极装置，包括壳体（5）、正极（1）、负极（2）和参比电极（3），其特征在于，正极（1）、负极（2）和参比电极（3）依次叠片组装并封装于壳体（5）内，正极（1）和负极（2）之间、负极（2）和参比电极（3）之间设有隔膜（4），正极（1）、负极（2）和参比电极（3）的极耳分别从壳体（5）的不同侧面引出。

2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池的三电极装置，其特征在于，所述参比电极（3）为金属锂片，金属锂片的直径为10~20mm，金属锂片的厚度为0.2cm。

3.根据权利要求1或2所述的一种锂离子电池的三电极装置，其特征在于，所述隔膜（4）为由聚丙烯膜和聚乙烯膜构成的复合膜。

4.根据权利要求1或2所述的一种锂离子电池的三电极装置，其特征在于，所述正极（1）的长度为1~3cm，宽度为1~3cm。

5.根据权利要求1或2所述的一种锂离子电池的三电极装置，其特征在于，所述负极的长度（2）为1~3cm，宽度为1~3cm。

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