[发明专利]一种简便的固体电解质电导率测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电导率测试方法，具体涉及一种简便的固体电解质电导率测试方法。

背景技术

新能源汽车的动力装置核心是动力电池，除了能量密度，电压，循环寿命等参数有较高的要求，安全是动力电池的首要条件。传统的锂离子电池使用有机溶剂的电解液，在使用不当条件下容易起火爆炸，使用固体电解质是解决安全问题的根本方法。目前固体电解质包括聚合物固体电解质和无机固体电解质，其最重要的指标是电导率大小。

通常测试电导率的方法是将固体电解质制成一定厚度和面积的测试片，两边加上阻塞电极测量其阻抗值，进而计算出电导率。对于无机固体电解质压片后的阻塞电极制备一般有两种方法：使用离子溅射仪在压片两边喷上金膜，或者在压片两边涂上银胶后退火形成银膜。使用离子溅射仪往往会出现短路情况且设备要求较高，涂银胶的方法重复性较差且退火过程可能影响材料本身的性能。

专利公开号CN102323453A公开了一种电导率测试用夹具及其装配方法，通过对不同的测试对象选用不同的夹持模块完成电导率测试，专利公开号CN201191307Y公开了一种固体电解质薄膜的测量装置，实现多个待测样品和对比样品在同一环境下测试电导率，但装置复杂，测试麻烦；专利公开号CN204330723U公开了一种用于固体电解质性能测试的装置，采用双螺旋结构密封和作为阻塞电极测试。虽然以上专利可以进行固体电解质电导率的测试，但这些技术阻塞电极与固体电解质之间难以做到分子级别接触，造成界面电阻很大，影响测试结果的准确性，同时有些技术需要复杂的设备，测试条件苛刻。

发明内容

为弥补现有技术的不足，本发明提供一种结构简单，操作方便的简便的固体电解质电导率测试方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种简便的固体电解质电导率测试方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）从下往上按照多孔金属基材、固体电解质粉末、多孔金属基材的顺序进行压片，其中下层多孔金属基材的尺寸大于上层多孔金属基材的尺寸；

（2）采用电化学工作站对压片进行阻抗值测试；

（3）根据交流阻抗图确定固体电解质压片的阻抗，通过公式

，

其中，σ为电解质的电导率（S/cm）；

l为电解质压片的厚度（cm）；

S为电解质压片的面积（cm²）；

R为交流阻抗图得到的阻抗值（Ω），

计算待测固体电解质的电导率。

本发明的一种简便的固体电解质电导率测试方法，所述多孔金属基材为导电率高、价格便宜的金属，进一步优选为泡沫镍，泡沫镍是镍镉和镍氢电池主要原料，市场供应充足，价格便宜。

本发明的一种简便的固体电解质电导率测试方法，所述固体电解质粉末为氧基固体电解质，进一步优选为钛酸镧锂或磷酸钛铝锂，聚合物固体电解质由于具有一定形变，可使用不锈钢片作为阻塞电极的方法，若使用泡沫镍可能刺破聚合物固体电解质，故本方法不适用聚合物固体电解质。

本发明的一种简便的固体电解质电导率测试方法，所述步骤（1）中压片时选用圆形模具，圆形模具应力均匀，压片的应力处于压片的圆周边缘且大小相同，去掉压力后便于保持形状，下层多孔金属基材尺寸与模具相当，上层多孔金属基材为圆形，其面积是下层多孔基材的0.87～0.25倍，进一步优选为0.75倍，如果两片多孔金属基材大小一样，则由于应力的作用会出现边缘翘起的现象，这样会造成压片开裂，无法准确测试电导率，下层多孔金属基材的尺寸大于上层多孔金属基材的尺寸，此时下层多孔金属基材边缘处只承载本身及电解质压片之间的应力，故不会出现边缘翘起的现象。

进一步，所述圆形模具采用不锈钢材料制成。

本发明的一种简便的固体电解质电导率测试方法，压片时压力为10～30MPa，进一步优选为24 MPa。

本发明的有益效果是：本发明使用常见的材料和仪器，通过压片和阻抗测试这种简单的方法可以进行固体电解质电导率的测试，压片时下层金属基材面积大于上层金属基材面积，下层多孔金属基材边缘处只承载本身及电解质压片之间的应力，避免出现边缘翘起现象，待测样品与阻塞电极之间接触紧密，样品测试的重复性好。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明，实施例仅在于举例说明，并不对本发明的范围进行限定。

实施例1