機(jī)械螺桿驅(qū)動(dòng):通過(guò)螺紋傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確壓力調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu):由手動(dòng)/電動(dòng)螺桿、壓力托盤、導(dǎo)向柱、壓力傳感器組成。螺桿通常采用高精度梯形螺紋或滾珠絲杠(減少摩擦,提高調(diào)節(jié)精度),一端連接手輪(手動(dòng)調(diào)節(jié))或伺服電機(jī)(電動(dòng)調(diào)節(jié)),另一端連接壓力托盤(直接接觸電芯)。導(dǎo)向柱(2-4根,對(duì)稱分布)確保壓力托盤垂直移動(dòng),避免傾斜導(dǎo)致壓力不均。調(diào)節(jié)原理:當(dāng)螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí),螺紋的螺旋運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為壓力托盤的直線運(yùn)動(dòng)(沿導(dǎo)向柱軸向移動(dòng)),向電芯施加壓力。壓力大小與螺桿旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)/位移直接相關(guān)(如每旋轉(zhuǎn)1圈,托盤下降0.5mm,對(duì)應(yīng)壓力增加一定值),通過(guò)壓力傳感器(如應(yīng)變片式、壓電式)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)實(shí)際壓力,并反饋至控制系統(tǒng)(電動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí))。若采用電動(dòng)伺服系統(tǒng),可通過(guò)設(shè)定目標(biāo)壓力值(如3MPa),系統(tǒng)自動(dòng)驅(qū)動(dòng)螺桿旋轉(zhuǎn),直至傳感器檢測(cè)到壓力達(dá)到目標(biāo)值后停止,實(shí)現(xiàn)“設(shè)定即所得”的準(zhǔn)確控制。特點(diǎn):壓力調(diào)節(jié)范圍中等(通常0-30MPa),精度高(±0.1MPa),穩(wěn)定性好(無(wú)動(dòng)力源泄漏問(wèn)題);適合靜態(tài)壓力保持(如長(zhǎng)期循環(huán)測(cè)試中維持恒定壓力),但動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)響應(yīng)較慢(螺桿機(jī)械慣性限制)。適用于軟包固態(tài)電池原型的測(cè)試模具。湖北學(xué)校實(shí)驗(yàn)室固態(tài)電池測(cè)試模具工裝

材料選擇 (至關(guān)重要):絕緣性: 主體結(jié)構(gòu)必須絕緣良好,防止短路。高溫穩(wěn)定性: 在目標(biāo)測(cè)試溫度下保持尺寸穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度和絕緣性。常用材料包括:工程塑料: PEEK (聚醚醚酮) - 常用,耐高溫(>250°C)、高絕緣、耐化學(xué)腐蝕、低釋氣。PBI (聚苯并咪唑) - 耐溫更高(>300°C),但更昂貴。PTFE (聚四氟乙烯) - 耐腐蝕性好,但強(qiáng)度、硬度、高溫下尺寸穩(wěn)定性不如PEEK。陶瓷: 氧化鋁、氮化鋁 - 極高的耐溫性、高絕緣、高硬度、高導(dǎo)熱(利于溫度均勻)。但成本高、加工難、易碎。常用于關(guān)鍵絕緣部件或加熱板。金屬(導(dǎo)電部分): 不銹鋼 (如316L) - 用于施加壓力的活塞、彈簧、外殼(需絕緣隔離)。有時(shí)也用鈦合金。表面可能需要鍍金或鎳以降低接觸電阻和防止氧化。化學(xué)惰性: 避免與電池材料發(fā)生反應(yīng)或污染。低釋氣: 高溫下釋放氣體少,避免影響電池內(nèi)部環(huán)境或真空系統(tǒng)(如果使用)。內(nèi)蒙古學(xué)校實(shí)驗(yàn)室固態(tài)電池測(cè)試模具廠家直銷可視化窗口固態(tài)電池測(cè)試模具,便于觀察內(nèi)部狀態(tài)。

材質(zhì)選擇:決定模具的耐用性與測(cè)試精度絕緣內(nèi)膽材質(zhì)PEEK(聚醚醚酮):主流選擇,兼具高硬度、耐高溫(長(zhǎng)期使用>250℃)、化學(xué)惰性及低釋氣性,光潔度高避免污染電池界面,適合高精度研究。陶瓷:硬度與絕緣性更優(yōu),但脆性高、成本昂貴,適用于超高溫(>600℃)或特殊腐蝕環(huán)境。建議:常規(guī)研究?jī)?yōu)先選PEEK,極端條件考慮陶瓷。結(jié)構(gòu)支撐材質(zhì)不銹鋼外架:提供強(qiáng)度支撐,耐腐蝕,確保壓力穩(wěn)定性。PPS保護(hù)件:輔助絕緣,耐熱性好,用于防護(hù)關(guān)鍵組件。
柱狀 / 軟包測(cè)試模具(Cylindrical/Flexible Mold)結(jié)構(gòu):柱狀模具類似傳統(tǒng)圓柱電池,通過(guò)卷繞或疊片方式組裝;軟包模具采用鋁塑膜封裝,搭配定制化夾具施加壓力。適用場(chǎng)景:柔性固態(tài)電池、高能量密度電池的測(cè)試,模擬實(shí)際電池的彎曲、折疊等工況。特點(diǎn):需解決柔性電解質(zhì)的界面接觸問(wèn)題,常采用可形變的電極材料(如石墨烯復(fù)合電極)和彈性密封設(shè)計(jì)。原位測(cè)試模具(In-situ Test Mold)結(jié)構(gòu):集成電化學(xué)測(cè)試與表征設(shè)備(如顯微鏡、光譜儀),模具殼體采用透明材料(如石英玻璃)或預(yù)留檢測(cè)窗口。適用場(chǎng)景:研究固態(tài)電池充放電過(guò)程中界面演變、裂紋擴(kuò)展等微觀機(jī)制,常用于高校及科研機(jī)構(gòu)。技術(shù)亮點(diǎn):可同步監(jiān)測(cè)電化學(xué)性能與材料結(jié)構(gòu)變化,例如通過(guò)原位 AFM 觀察電解質(zhì) / 電極界面的應(yīng)力分布。帶溫度監(jiān)控點(diǎn)的固態(tài)電池測(cè)試模具。

氣動(dòng)驅(qū)動(dòng):壓縮氣體為動(dòng)力,適合中低壓快速調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu):由空壓機(jī)/氣瓶、氣動(dòng)閥(比例閥)、氣缸、壓力傳感器組成。氣體通常為干燥氮?dú)猓ū苊馑诌M(jìn)入電芯,尤其對(duì)硫化物電解質(zhì)),通過(guò)氣動(dòng)閥控制進(jìn)入氣缸的氣體壓力。調(diào)節(jié)原理:壓縮氣體進(jìn)入氣缸后,推動(dòng)活塞帶動(dòng)壓力托盤施加壓力,壓力大小等于氣體壓力乘以活塞面積(F=P×S)。壓力調(diào)節(jié)通過(guò)氣動(dòng)比例閥實(shí)現(xiàn):比例閥根據(jù)控制系統(tǒng)信號(hào)(如目標(biāo)壓力5MPa)調(diào)節(jié)氣體流量,改變氣缸內(nèi)氣體壓力,壓力傳感器實(shí)時(shí)反饋,直至達(dá)到目標(biāo)值。特點(diǎn):壓力調(diào)節(jié)范圍較小(通常0-15MPa),響應(yīng)速度快(氣體壓縮性低,動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)滯后<0.5秒);結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單(無(wú)油液污染風(fēng)險(xiǎn)),成本低,但壓力穩(wěn)定性較差(氣體易受溫度影響膨脹/收縮,需搭配穩(wěn)壓閥),適合短時(shí)動(dòng)態(tài)壓力測(cè)試(如充放電過(guò)程中壓力快速切換)。帶參考電極接口的固態(tài)電池測(cè)試模具。深圳三電極固態(tài)電池測(cè)試模具工裝
低內(nèi)阻設(shè)計(jì)固態(tài)電池測(cè)試模具,減少測(cè)試誤差。湖北學(xué)校實(shí)驗(yàn)室固態(tài)電池測(cè)試模具工裝
前沿技術(shù)與發(fā)展趨勢(shì)多功能集成模具結(jié)合3D打印技術(shù)定制多孔結(jié)構(gòu)模具,集成溫度傳感器、壓力傳感器和微流道(用于電解液浸潤(rùn)半固態(tài)體系),實(shí)現(xiàn)多參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)工業(yè)級(jí)測(cè)試模具可對(duì)接機(jī)器人生產(chǎn)線,自動(dòng)完成電池組裝、充放電測(cè)試及數(shù)據(jù)記錄,適用于固態(tài)電池量產(chǎn)前的可靠性驗(yàn)證。仿生界面設(shè)計(jì)模具模擬生物組織的柔性界面,通過(guò)模具施加梯度壓力,優(yōu)化電極/電解質(zhì)界面的“軟接觸”,降低界面阻抗(如采用波浪形電極結(jié)構(gòu)減少應(yīng)力集中)。原位表征一體化模具與同步輻射光源、透射電鏡(TEM)聯(lián)用,在測(cè)試過(guò)程中實(shí)時(shí)觀察鋰枝晶生長(zhǎng)、界面相演變等動(dòng)態(tài)過(guò)程,為固態(tài)電池界面優(yōu)化提供理論依據(jù)。湖北學(xué)校實(shí)驗(yàn)室固態(tài)電池測(cè)試模具工裝