CN203607508U - 三电极扣式电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型为一种三电极扣式电池，目的是提供一种适用于实验室研究或公司研发使用的三电极扣式电池，技术方案为：三电极扣式电池，包括正极片、负极片，所述正极片***设有起保护作用的正极壳体，负极片***设有起保护作用的负极壳体，其中：所述正极片和负极片之间设有一连接铜芯的金属锂环，所述金属锂环为参比电极，所述金属锂环和正极片、负极片之间设有隔膜。本实用新型的优点在于可以选择标准化的扣式电池进行改装成为三电极电池，操作简单，制造成本低，实验重复性好，可以大批量使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电池，具体涉及一种包括工作电极、对电极和参比电极三电极模式的扣式电池。
背景技术
锂离子电池自1990年商业化至今，已经在各个领域中广泛使用。经过20多年的发展，锂离子电池各方面的性能都有了明显的提升和改善，包括能量密度、功率密度、循环寿命和安全性能等。这需要归功于学术界和产业界对锂离子电池体系进行了广泛深入的理论研究，例如新型正、负极材料的开发，各种功能性添加剂的制备优化，新型锂盐的研制以及电解液/电极界面的研究等。
电化学方法是锂离子电池材料研制和性能分析研究的重要手段，例如循环伏安和交流阻抗等。使用扣式电池作为两电极体系进行电化学测试比较简捷方便，但是也存在明显的缺陷，两电极体系只能体现出电池的整体阻抗，所以无法研究单一电极自身的阻抗变化。另外做循环伏安测试时，由于电极表面阻抗值存在变化，所以导致施加在工作电极的电压值产生偏移。
基于上述两电极扣式电池存在的不足，在科学研究或者企业研发中经常需要使用三电极电池体系，以提高测试的准确性和科学性。但目前常见的三电极模型或者市售的三电极电解池普遍存在不同形式的缺陷和不足，例如体型笨重、售价高、组装不方便等。
中国专利ZL201120155332公开了一种三电极扣式电池，但其将作为参比电极中心部件的金属馈通棒在电极平面0.2~1mm处凹陷，金属馈通棒外面的密闭金属外壳焊接在扣式电池的壳体上。本专利虽有三电极扣式电池的一些模型，但因其参比电极焊接在扣式电池壳体上，而且其参比电极在二电极扣式电极的一侧添加的参比电极，在一定程度上是对二电极扣式电极的改进，因其设有密闭金属外壳等，无论参比电极至于扣式电池的边缘还是中心位置，其所占体积较大而且形状不规则，不便于存放和使用。
发明内容
本实用新型的发明目的是提供一种适用于实验室研究或公司研发使用的三电极扣式电池， 本实用新型的具体技术方案为：三电极扣式电池，包括正极片、负极片，所述正极片***设有起保护作用的正极壳体，负极片***设有起保护作用的负极壳体，其中：所述正极片和负极片之间设有一连接铜芯的金属锂环，所述金属锂环为参比电极，所述金属锂环和正极片、负极片之间设有隔膜。
所述铜芯为橡胶包覆的铜芯，用于隔绝电极避免短路。
正极壳体和负极壳体上设有缺口，缺口大小与橡胶包覆的铜芯相符，用于正极壳体和负极壳体合盖时卡住向外伸出的铜芯。
负极片和负极壳体之间还设有起支撑和固定作用的垫片。
垫片为两层，一层为贴近负极片的不锈钢垫片，另一层为贴近负极壳体的泡沫金属垫片，其中泡沫金属垫片可以是泡沫铜垫片也可以是泡沫镍垫片。
正极壳体和负极壳体可以使用标准化的扣式电池壳体，优选CR2032、CR2025和CR2016。在组装三电极电池前，在正极壳体和相应的负极壳体侧面钻出一个缺口，这个缺口大小和橡胶包覆的橡胶包覆的铜芯相符，在组装过程中，正、负极壳体合盖时，刚好能把橡胶包覆的铜芯卡在中间，橡胶包覆层起到隔绝作用以避免短路，然后接口的地方涂上可以固化的密封胶，优选环氧树脂，密封胶一方面用于三电极体系的密封，另外可以固定橡胶包覆的铜芯和扣式电池的连接。使用金属锂环作为参比电极，在组装的时候，金属锂环置于正、负极片之间，金属锂环的内径大于正极片的直径，金属锂环比较柔软，可以和橡胶包覆的铜芯压紧连接。不锈钢垫片和泡沫铜垫片主要用于三电极扣式电池内部的支撑固定作用，泡沫铜通过形变以起到缓冲的作用。
本实用新型的有益效果是：
1．本实用新型利用扣式电池的结构进行改进，金属锂环连接橡胶包覆的铜芯为参比电极，组装后橡胶包覆的铜芯穿出正负极壳体一侧的缺口，节省了体积，便于研发中使用；
2．本实用新型结构简单，组装方便，实验重复性好，适于大批量组装使用。
附图说明
图1为本实用新型实施例1中的三电极扣式分解示意图；
图2为本实用新型实施例1中组装后的三电极扣式电池示意图。
1、正极壳体；2、正极片；3、隔膜；4、金属锂环；5、隔膜；6、负极片；7、不锈钢垫片；8、泡沫铜垫片；9、负极壳体；10、橡胶包覆的铜芯；11、三电极扣式电池。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。
参考图1和图2，三电极扣式电池，包括正极片2、负极片6，所述正极片2***设有起保护作用的正极壳体1，负极片6***设有起保护作用的负极壳体9，其中：所述正极片2和负极片6之间设有一连接铜芯的金属锂环4，所述金属锂环4为参比电极，所述金属锂环4和正极片2、负极片6之间设有隔膜3和5。
所述铜芯为橡胶包覆的铜芯10，用于隔绝电极避免短路。
正极壳体1和负极壳体9上设有缺口，缺口大小与橡胶包覆的铜芯10相符，用于正极壳体1和负极壳体9合盖时卡住向外伸出的铜芯。
负极片6和负极壳体9之间还设有起支撑和固定作用的垫片。
垫片为两层，一层为贴近负极片6的不锈钢垫片7，另一层为贴近负极壳体9的泡沫金属垫片8，其中泡沫金属垫片8是泡沫铜垫片或者是泡沫镍垫片。
制作方法为：选择标准化的CR2032扣式电池，使用合适孔径的钻子分别在正极壳体1和负极壳体9的侧面钻出缺口，孔径大小需要和橡胶包覆的铜芯10的直径相符。在手套箱中，在已经钻孔的正极壳体1上面滴上一滴电解液，放上正极片2，滴上一滴电解液，放上隔膜，滴上两滴电解液，另外将橡胶包覆的铜芯10的一端放置在金属锂环4的上面后，使用平底的不锈钢圆柱体将橡胶包覆的铜芯10和金属锂环4压紧连接在一起，然后将他们一起放置到隔膜上面，调整金属锂环4的方向以保证橡胶包覆的铜芯10卡进去正极壳体1侧面的缺口里，再放上一张隔膜，滴上两滴电解液，放上负极片6，滴上5滴电解液，再依次放上不锈钢垫片7和泡沫铜垫片8，最后盖上负极壳体9，调整负极壳体的方向以保证橡胶包覆的铜芯10卡到负极壳体9侧面的缺口里，在手套箱中封口后即可以制备得到三电极扣式电池11，电池侧面的缺口处涂上环氧树脂，待环氧树脂固化后即可拿出手套箱外进行测试使用。
上述实施例对三电极扣式电池进行了详细描述，是说明性的而非限定性，以上是对本实用新型所提供的一种具体实施例结构进行了详细介绍，是说明性的而不是限定性的，也就是说在本实用新型总体构思下的修改和变化，应属于本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.三电极扣式电池，包括正极片、负极片，所述正极片***设有起保护作用的正极壳体，负极片***设有起保护作用的负极壳体，其特征在于：所述正极片和负极片之间设有一连接铜芯的金属锂环，所述金属锂环为参比电极，所述金属锂环和正极片、负极片之间设有隔膜。
2. 根据权利要求1所述的三电极扣式电池，其特征在于：所述铜芯为橡胶包覆的铜芯，用于隔绝电极避免短路。
3.根据权利要求2所述的三电极扣式电池，其特征在于：所述正极壳体和负极壳体上设有缺口，缺口大小与橡胶包覆的铜芯相符，用于正极壳体和负极壳体合盖时卡住向外伸出的铜芯。
4.根据权利要求1所述的三电极扣式电池，其特征在于：所述负极片和负极壳体之间还设有起支撑和固定作用的垫片。
5.根据权利要求4所述的三电极扣式电池，其特征在于：所述垫片为两层，一层为贴近负极片的不锈钢垫片，另一层为贴近负极壳体的泡沫金属垫片。
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