广东学校实验室固态电池测试模具工装

设计要素压力控制范围：氧化物/硫化物体系需10-50MPa，聚合物体系需0.1-1MPa均压设计：采用多活塞并联结构或液压均压板，公差<±5%动态调节：集成压力传感器+伺服系统，实现充放电过程中的实时补偿界面优化电极接触：镀金铜基板（表面粗糙度Ra<0.8μm）嵌入式铟箔缓冲层（厚度0.05-0.1mm）热管理：内置微流道（耐蚀钛合金），控温精度±0.5℃安全防护多层防爆结构：陶瓷绝缘层（Al₂O₃）+ 不锈钢约束环氩气密封腔体，配备压力释放阀适配微米级电极的精密测试模具。广东学校实验室固态电池测试模具工装

原位表征固态电池测试模具结构特点：专为同步辐射、XRD、SEM、Raman、XPS等表征设备设计，壳体采用透光/透射线材料（如石英、Be窗、Kapton膜），或预留表征窗口，支持充放电过程中实时监测，部分型号集成压力/温度控制。适用场景：动态机理研究：实时观察充放电过程中电极的相变（如正极材料的脱嵌锂相变）、电解质的结构演化（如晶型转变）、界面层的生长（如SEI膜形成过程）。失效分析：通过原位表征捕捉循环后期的界面开裂、活性物质粉化、电解质分解等失效现象，揭示容量衰减的根源。多物理场耦合测试：结合压力/温度模块，研究“温度-压力-结构变化”的耦合效应（如高温高压下是否触发新的副反应）。江西学校实验室固态电池测试模具适用于双极堆叠结构的测试模具。

具的选择首先取决于 “要测什么”，不同测试目标对模具的功能要求差异明显：测试参数类型电性能测试（如阻抗、循环寿命、倍率性能）：需重点关注模具的电极引出可靠性（避免接触电阻干扰）、压力稳定性（界面接触影响离子传导）和密封性（防止环境对电解质 / 电极的腐蚀）。例：测试硫化物固态电池的循环性能时，模具需严格隔绝水分（硫化物易水解），且压力需稳定（避免循环中界面阻抗波动）。力学性能测试（如界面结合力、电解质抗压强度）：需模具集成力学加载装置（如压力传感器、位移控制模块），且结构需耐受瞬时高压（如测试电解质断裂强度时可能需 0~50MPa 压力）。环境耐受性测试（如高低温循环、湿度影响）：需模具支持宽温域（-40~150℃）和抗老化密封（如高温下需金属密封而非橡胶，避免密封件失效）。

施加均匀且可控的压力： 固态电解质（SE）与电极之间是固-固接触，界面阻抗大。施加压力可以明显改善物理接触，降低界面电阻，提高电池性能（倍率性能、循环寿命）。提供稳定可靠的物理支撑： 固定电池组件（正极、SE、负极），防止位移，确保电接触良好。确保电学连接： 提供低电阻、稳定的路径连接电池的正负极到外部测试设备。适应高温环境： 许多固态电池测试（尤其是硫化物、聚合物基）需要在高温（60°C - 120°C甚至更高）下进行，模具材料必须耐受高温且保持性能稳定。实现密封（可选但重要）： 对于某些易与空气/水分反应的固态电解质（如硫化物），或者需要特定气氛（惰性气体）的测试，模具可能需要具备密封功能。对于氧化物等相对稳定的体系，开放式模具更常见。集成传感器（可选）： 高级模具可能集成压力传感器、温度传感器等，以实时监控测试条件。适配扣式电池结构的固态测试模具。

纽扣式固态电池测试模具结构特点：模仿纽扣电池（CR2032等规格）的对称结构，由上下金属极柱（通常为不锈钢或铝）、密封圈（耐温耐化学腐蚀材料，如PTFE）、垫片（调节压力或厚度）组成，体积小、组装便捷，可快速封装小面积（通常≤1cm²）电极与固态电解质。适用场景：材料快速筛选阶段：用于评估电极材料（正/负极）、固态电解质的基础性能，如离子电导率（对称电池测试）、初始充放电容量、库仑效率等。基础性能初步测试：适合研究小尺寸电芯的循环性能（低倍率下）、倍率特性（初步评估）、界面阻抗（通过EIS测试），尤其适用于实验室研发初期的低成本、高通量测试。低压力需求场景：因结构限制，压力调节范围窄（通常≤5MPa），更适合对压力不敏感的体系（如部分聚合物固态电解质），或作为“初筛工具”快速排除性能极差的材料组合。兼容多种电解质体系的固态电池测试模具。昆明固态电池测试模具

支持充放电与EIS联用的测试模具。广东学校实验室固态电池测试模具工装

固态电池测试模具的典型应用场景1. 电解质性能测试离子电导率测试：通过扣式模具组装 “电极 - 电解质 - 电极” 三明治结构，利用交流阻抗谱（EIS）测量电解质的体电阻和界面电阻。界面稳定性测试：在片式模具中施加恒定压力，长期循环充放电，监测界面阻抗变化，评估电解质与电极的相容性（如 Li 金属负极与硫化物电解质的界面钝化层生长）。2. 全电池性能评估倍率性能：在柱状模具中测试不同电流密度下的充放电容量，评估固态电池的快充能力（如 0.1C-5C 倍率下的容量保持率）。循环寿命：通过软包模具模拟实际电池工况，进行 1000 次以上循环测试，记录容量衰减率（如固态电池循环 1000 次后容量保持率≥85%）。3. 安全性测试热失控模拟：在特制耐高温模具中加热电池至 200-300℃，观察是否出现热分解或起火，验证固态电解质的热稳定性（传统锂电池热失控温度约 150℃）。广东学校实验室固态电池测试模具工装