一种电池测试装置

技术领域

本发明涉及一种电池测试装置。具体地说是一种可快速开展金属燃料电池的阴极或单池寿命测试的装置。

背景技术

金属燃料电池是一种采用金属(如镁、铝及其合金等)为阳极燃料，空气中的氧气作为氧化剂，碱液或中性盐水作为电解质溶液的电化学反应装置。金属燃料电池以其比能量高、安全可靠等优点，在储能、动力电源、基站备用电源灯领域有广泛的应用前景。

金属燃料电池在工程化应用的进程中，对使用寿命有很高的要求，所以实验室经常需要考察阴极或单池的使用寿命，以保证实际工况的应用需求。金属燃料电池由于使用金属燃料作为阳极，在单池测试过程中，需要频繁的更换阳极，这一过程还涉及清洗单池、更换电解液、进行电连接等多个步骤，操作繁琐，并且导致测试不连续，效率低下。在阴极寿命测试的过程中，由于涉及到不同阴极工艺导致的寿命不同，每次测试必须粘接新的单池，进行电联节然后进行测试，同样效率低下。所以亟需新型电池测试装置来简化步骤，提高电池寿命测试共工作的效率。

发明内容

本发明针对现有电池寿命测试过程中过程复杂，效率低下的问题，提出一种新型电池测试装置，简化操作过程，节省操作时间，可有效提高电池测试工作效率。

一种电池测试装置，包括夹持装置、二个半电池框、液体收集装置；

夹持装置为二块相对设置的平板，于二块平板中部分别设有一相对应的通孔A，于通孔A内分别穿套有筒体，通孔A与其内穿套的筒体几何中心线共线；

二个半电池框分别为平板状结构，于平板的一侧表面中部设有用于放置单电池阴极的凹槽A，于凹槽A底面设有通孔B，于平板远离的凹槽一侧表面的四周边缘设有环状突起，环状突起远离平板表面的端面处于同一平面上；通孔B位于环状突起所围绕的区域内，于环状突起的上端设有单电池阳极的插入凹槽B，凹槽B通过环状突起所围绕的区域内部和外部，即凹槽B上下二端分别处于环状突起的内壁面和外壁面上；

二个半电池框分别置于夹持装置的二块平板之间，二个半电池框的环状突起相对放置、成面对称结构，除凹槽B处之外的二环状突起端面间密闭连接，形成一电解液腔，二环状突起端面间通过密封线密闭连接；二个半电池框的凹槽A一侧表面分别与一通孔A的开口端贴接，凹槽A于通孔A的开口端面投影位于通孔A的开口端面上；筒体的开口端与单电池阴极的一侧表面四周边缘处相抵接；

夹持装置的二块平板，一块平板A远离半电池框一端与固定架固接，另一块平板B远离半电池框一端与一电机传动连接，电机与固定架固接；或二块平板A和B远离半电池框一端分别与一电机传动连接，电机与固定架固接；

通过电机带动平板B或平板A向相互远离的方向移动；或平板A和平板B一端转动连接，由电机带动平板B或平板A以转动连接端为轴转动平板B或平板A，使平板B和平板A的另一端相互贴接或分离；

筒体远离阴极一端与一电机传动连接，筒体可由电机带动沿垂直阴极表面的方向往复运动，作为内夹持装置；

液体收集装置为上端开口的容器，容器位于夹持装置下方，开口端位于电解液腔正下方。

所述电池测试装置，通孔B于单电池阴极表面投影位于阴极表面上；筒体的开口端于单电池阴极表面投影位于阴极表面上；即所述阴极可通过内夹持装置与半电池框实现紧密封，无液体外渗。

所述电池测试装置，于夹持装置的二块平板相对表面的四周边缘设有相对应的用于放置半电池框的环形突起，环形突起的高度小于等于半电池框的厚度；与半电池框凹槽B对应处的环形突起内壁面设有一个以上的凸台，凸台的厚度小于等于凹槽B的深度。

所述电机传动连接包括皮带传动、链传动、连杆机构传动、液压伸缩杆传动、凸轮机构传动等中的一种或二种以上构成，带动单电池两个半池打开或者闭合；

所述电池测试装置，还包括电机的控制装置，通过信号连接，由其控制电机的启停、以及平板A和平板B间的运动位移。

所述控制装置或为含有时钟芯片与辅助驱动电路的计时控制装置，或为含有与单电池阴极和阳极线路连接的电压电流测试元件及驱动电路组成的容量控制装置，或为含有与单电池阴极和阳极线路连接的电压电流测试元件及驱动电路组成的功率变化控制装置，或为含有与单电池阴极和阳极线路连接的电压电流测试元件及驱动电路组成的电池组故障控制装置。

所述计时控制装置，可预先设置时间，在达到设定时间后，由驱动电路控制夹持装置动作；

所述容量控制装置，可监测电池组实际放电容量，当达到电池组额定容量时，由驱动电路控制夹持装置动作；

所述功率变化控制装置，可监测实际放电功率变化，当功率超过一组电池组额定功率时，由驱动电路控制夹持装置动作；

所述电池组故障控制装置，可监测电池组放电过程中的电压电流变化，当出现电池组故障现象时，由驱动电路控制夹持装置动作。

所述电池测试装置，还包括阳极更换装置；

所述阳极更换装置为一可与单电池阳极组件快速连接，并进行电池阳极电流收集；

所述阳极组件包括阳极、集流线、产物收集袋；阳极置于上端开口的产物收集袋中；集流线与阳极导电连接；

阳极更换装置为一平板，产物收集袋上开口端固定于平板下表面、或产物收集袋上开口端和阳极上端固定于平板下表面；集流线与阳极更换装置上的电连接端子连接；

阳极更换装置置于凹槽B上方，产物收集袋通过凹槽B放入电解液腔或从电解液腔取出。

所述阳极更换装置与阳极和产物收集袋通过相对设置的插槽快速连接；

所述产物收集袋为耐腐蚀、有一定强度、可透过电解液的、有离子导通作用的软袋结构，完全包裹阳极并收集阳极产物；

所述阳极更换装置与集流线之间可快速电连接，包括插针插口、螺纹紧固或弹片插簧等方式；

所述夹持装置展开后，所述阳极更换装置向上移动，带动阳极组件向上运动脱离单电池壳体内部。

金属燃料电池在测试电极/单池寿命时，需频繁更换阳极及电解液，使得测试不连续，操作繁琐。本发明新型电池测试装置，自动开合单池，阴极压紧密封，阳极自动更换，电解液定量供给，单池自动清洗。

与现有技术相比，本发明所述电池测试装置具有以下优点：

(1)可快速更换测试阳极组件，实现寿命测试连续性提高测试效率；

(2)减少人员操作步骤，节约测试人员时间及成本。

附图说明

图1电池测试装置示意图，

图2夹持装置及单电池结构示意图，

图3夹持装置动作效果图，

图中：1-夹持装置、2-控制装置、3-单电池、4-阳极更换装置、5-液体循环装置、6-液体收集装置、7-电解液循环，8-清洗液循环，9-阳极组件，31-半电池框、32-空气阴极，33-密封线或密封片、51-平板、52-筒体。

具体实施方式

实施例1：

、一种电池测试装置，包括夹持装置、二个半电池框、液体收集装置；

夹持装置为二块相对设置的平板，于二块平板中部分别设有一相对应的通孔A，于通孔A内分别穿套有筒体，通孔A与其内穿套的筒体几何中心线共线；

二个半电池框分别为平板状结构，于平板的一侧表面中部设有用于放置单电池阴极的凹槽A，于凹槽A底面设有通孔B，于平板远离的凹槽一侧表面的四周边缘设有环状突起，环状突起远离平板表面的端面处于同一平面上；通孔B位于环状突起所围绕的区域内，于环状突起的上端设有单电池阳极的插入凹槽B，凹槽B连通环状突起所围绕的区域内部和外部(即凹槽B贯通环状突起的内外壁面)，即凹槽B上下二端分别处于环状突起的内壁面和外壁面上；

二个半电池框分别置于夹持装置的二块平板之间，二个半电池框的环状突起相对放置、成面对称结构，除凹槽B处之外的二环状突起端面间密闭连接，形成一电解液腔，二个半电池框的凹槽A一侧表面分别与一通孔A的开口端贴接，凹槽A于通孔A的开口端面投影位于通孔A的开口端面上；筒体的开口端与单电池阴极的一侧表面四周边缘处相抵接；

夹持装置的二块平板，一块平板A远离半电池框一端与固定架固接，另一块平板B远离半电池框一端与一电机传动连接，电机与固定架固接；或二块平板A和B远离半电池框一端分别与一电机传动连接，电机与固定架固接；

通过电机带动平板B和/或平板A向相互远离的方向移动；

通孔A内的筒体远离阴极一端与一电机传动连接，筒体可由电机带动沿垂直阴极表面的方向往复运动，作为内夹持装置；

液体收集装置为上端开口的容器，容器位于夹持装置下方，开口端位于电解液腔正下方。

通孔B于单电池阴极表面投影位于阴极表面上；筒体的开口端于单电池阴极表面投影位于阴极表面上；即所述阴极可通过内夹持装置与半电池框实现紧密封，无液体外渗。

于夹持装置的二块平板相对表面的四周边缘设有相对应的用于放置半电池框的环形突起，环形突起的高度小于等于半电池框的厚度；与半电池框凹槽B对应处的环形突起内壁面设有一个以上的凸台，凸台的厚度小于等于凹槽B的深度。

所述电机传动连接包括皮带传动、链传动、连杆机构传动、液压伸缩杆传动、凸轮机构传动等中的一种或二种以上构成，带动单电池两个半池打开或者闭合。

还包括电机的控制装置，通过信号连接，由其控制电机的启停、以及平板A和平板B间的运动位移。

所述控制装置或为含有时钟芯片与辅助驱动电路的计时控制装置，或为含有与单电池阴极和阳极线路连接的电压电流测试元件及驱动电路组成的容量控制装置，或为含有与单电池阴极和阳极线路连接的电压电流测试元件及驱动电路组成的功率变化控制装置，或为含有与单电池阴极和阳极线路连接的电压电流测试元件及驱动电路组成的电池组故障控制装置。

所述计时控制装置，可预先设置时间，在达到设定时间后，由驱动电路控制夹持装置动作；

所述容量控制装置，可监测电池组实际放电容量，当达到电池组额定容量时，由驱动电路控制夹持装置动作；

所述功率变化控制装置，可监测实际放电功率变化，当功率超过一组电池组额定功率时，由驱动电路控制夹持装置动作；

所述电池组故障控制装置，可监测电池组放电过程中的电压电流变化，当出现电池组故障现象时，由驱动电路控制夹持装置动作。

还包括阳极更换装置；

所述阳极更换装置为一可与单电池阳极组件快速连接，并进行电池阳极电流收集；

所述阳极组件包括阳极、集流线、产物收集袋；阳极置于上端开口的产物收集袋中；集流线与阳极导电连接；

阳极更换装置为一平板，产物收集袋上开口端固定于平板下表面、或产物收集袋上开口端和阳极上端固定于平板下表面；集流线与阳极更换装置上的电连接端子连接；

阳极更换装置置于凹槽B上方，产物收集袋通过凹槽B放入电解液腔或从电解液腔取出。

所述阳极更换装置与阳极和产物收集袋通过相对设置的插槽快速连接；

所述产物收集袋为耐腐蚀、有一定强度、可透过电解液的、有离子导通作用的软袋结构，完全包裹阳极并收集阳极产物；

所述阳极更换装置与集流线之间可快速电连接，包括插针插口、螺纹紧固或弹片插簧等方式；

所述夹持装置展开后，所述阳极更换装置向上移动，带动阳极组件向上运动脱离单电池壳体内部。

还包括液体循环装置；

所述液体循环装置包括电解液循环和清洗液循环两路；

所述液体循环装置启动清洗液循环回路，向单电池阴极表面输出清洗液，冲洗电极；

所述电解液循环回路可定量供给电解液至电解液腔内。

电池单次测试完成后，计时装置控制驱动电路驱动夹持装置(1)运动，单电池两半电池框(31)分开，阳极更换装置(4)向上移动，带动阳极组件(9)向上运动脱离单电池(3)内部；然后驱动电路驱动液体循环装置(5)启动清洗液循环回路(8)，向单电池阴极表面输出清洗液，冲洗电极；随后控制装置控制夹持装置(1)动作，闭合单电池，更换阳极更换装置上的阳极组件(9)，并做好电连接，随后使阳极更换装置(4)向下运动，将阳极组件(9)放置于单电池内，并启动电解液循环回路(7)，向单电池内注入定量电解液。