模具的设计直接影响测试结果的可靠性,需重点关注以下要素:1.材料选择需满足化学稳定性、力学强度、兼容性等要求,常见材料包括:金属材料:不锈钢(316L,耐腐蚀性强)、钛合金(强度高,与锂金属兼容性好),多用于电极引出端和压力承载结构。绝缘材料:聚四氟乙烯(PTFE,耐高低温、化学惰性)、陶瓷(Al₂O₃,绝缘且耐高温),用于隔离正负极,避免短路。密封材料:氟橡胶(耐高低温)、金属波纹管(高温高压下密封),用于增强模具的密封性。2.结构设计可拆卸性:便于快速更换电池样品(如电极、电解质),提高测试效率(例如通过螺栓连接的分体式结构)。压力调节功能:通过弹簧、螺栓或液压装置施加可控压力(0.1~20MPa),确保电极与电解质界面紧密接触(降低界面阻抗)。密封性结构:采用“O型圈+金属台阶”组合密封,或激光焊接(长期高温测试),防止气体/水分侵入。尺寸适配性:根据电池规格设计(如纽扣电池模具直径10~20mm,叠层电池模具可支持100mm以上尺寸)。适配不同厚度电芯的可调式测试模具。成都锂离子固态电池测试模具

机械螺杆驱动:通过螺纹传动实现准确压力调节结构:由手动/电动螺杆、压力托盘、导向柱、压力传感器组成。螺杆通常采用高精度梯形螺纹或滚珠丝杠(减少摩擦,提高调节精度),一端连接手轮(手动调节)或伺服电机(电动调节),另一端连接压力托盘(直接接触电芯)。导向柱(2-4根,对称分布)确保压力托盘垂直移动,避免倾斜导致压力不均。调节原理:当螺杆旋转时,螺纹的螺旋运动转化为压力托盘的直线运动(沿导向柱轴向移动),向电芯施加压力。压力大小与螺杆旋转的圈数/位移直接相关(如每旋转1圈,托盘下降0.5mm,对应压力增加一定值),通过压力传感器(如应变片式、压电式)实时监测实际压力,并反馈至控制系统(电动调节时)。若采用电动伺服系统,可通过设定目标压力值(如3MPa),系统自动驱动螺杆旋转,直至传感器检测到压力达到目标值后停止,实现“设定即所得”的准确控制。特点:压力调节范围中等(通常0-30MPa),精度高(±0.1MPa),稳定性好(无动力源泄漏问题);适合静态压力保持(如长期循环测试中维持恒定压力),但动态调节响应较慢(螺杆机械惯性限制)。苏州三电极固态电池测试模具出售高导热固态电池测试模具,优化热管理。

类型:“三明治”结构: 常见。由上下绝缘块(通常含导电柱或嵌入金属集流体)、中间放置电池的腔体、以及施加压力的活塞/压板组成。硬币型模具: 类似于传统液态电池的CR2032模具,但设计用于承受高压力,材料更耐高温(如全PEEK或陶瓷组件)。通常压力施加通过模具本身的结构或外部夹具实现。多电池堆叠模具: 用于测试多个单电池或小型电池组,可施加整体压力或单独压力。软包/方形电池夹具: 针对软包或方形固态电池设计的夹具,提供大面积均匀压力。
片式 / 平板测试模具(Planar Cell Mold)结构:采用平板式设计,包含上下电极板、电解质支撑框架、密封圈、压力施加装置(如螺栓、液压杆),可容纳较大尺寸的固态电池样品(如 10 cm×10 cm)。适用场景:中试阶段或半固态电池测试,模拟实际电池的层状结构,测试倍率性能、循环寿命及界面稳定性。优点:可直观观察电极 / 电解质界面,便于结合原位表征技术(如 XRD、Raman)实时监测反应过程。案例:氧化物固态电池的平板测试模具需在高温下(如 200℃)保持密封,常采用耐高温陶瓷或金属合金材料。3.符合安全规范的固态电池测试模具。

前沿技术与发展趋势多功能集成模具结合3D打印技术定制多孔结构模具,集成温度传感器、压力传感器和微流道(用于电解液浸润半固态体系),实现多参数实时监测。自动化测试平台工业级测试模具可对接机器人生产线,自动完成电池组装、充放电测试及数据记录,适用于固态电池量产前的可靠性验证。仿生界面设计模具模拟生物组织的柔性界面,通过模具施加梯度压力,优化电极/电解质界面的“软接触”,降低界面阻抗(如采用波浪形电极结构减少应力集中)。原位表征一体化模具与同步辐射光源、透射电镜(TEM)联用,在测试过程中实时观察锂枝晶生长、界面相演变等动态过程,为固态电池界面优化提供理论依据。用于电化学-力学耦合研究的测试模具。南昌原位固态电池测试模具组装测试
低热膨胀系数固态电池测试模具。成都锂离子固态电池测试模具
压力施加机制:弹簧加载: 结构简单,成本低,压力随电池厚度变化(压缩弹簧)或相对恒定(碟簧/贝氏垫圈)。压力范围有限。螺栓加载: 手动或扭矩扳手控制压力,压力可调但不易实时监控,且操作繁琐。气动/液压加载: 压力精确可控、可实时监控、可编程。常用于研究级和自动化测试系统。需要外部气源/液压源和控制系统。集成压力传感器: 高级模具直接内置压力传感器(如压电式、应变片式),实现闭环压力控制。电连接:通常使用低电阻的金属柱(如不锈钢、铜合金、镀金)嵌入绝缘块中。确保连接点与电池电极(集流体)接触良好、稳定、低电阻。考虑电流承载能力。成都锂离子固态电池测试模具
气动驱动:压缩气体为动力,适合中低压快速调节结构:由空压机/气瓶、气动阀(比例阀)、气缸、压力传感器组成。气体通常为干燥氮气(避免水分进入电芯,尤其对硫化物电解质),通过气动阀控制进入气缸的气体压力。调节原理:压缩气体进入气缸后,推动活塞带动压力托盘施加压力,压力大小等于气体压力乘以活塞面积(F=P×S)。压力调节通过气动比例阀实现:比例阀根据控制系统信号(如目标压力5MPa)调节气体流量,改变气缸内气体压力,压力传感器实时反馈,直至达到目标值。特点:压力调节范围较小(通常0-15MPa),响应速度快(气体压缩性低,动态调节滞后<0.5秒);结构简单(无油液污染风险),成本低,但压力稳定性较差...