單電池陶瓷測試夾具的工作原理是什么?
單電池陶瓷測試夾具適用于SOFC 固體氧化物燃料電池 / SOEC 電解池平板單電池測試。
一、整體核心原理
單電池陶瓷測試夾具利用高純氧化鋁陶瓷耐高溫、絕緣、耐腐蝕特性,在高溫爐內把單電池居中夾持定位;
通過上下陶瓷流板布氣、密封隔離陰陽極氣氛、鉑材集流導電、外部恒壓鎖緊,實現:
氣氛隔離 + 均勻布氣 + 電信號采集 + 高溫氣密加載,從而測試單電池發電 / 電解性能。
二、分模塊工作原理
1. 絕緣與耐高溫支撐原理
夾具主體采用99 氧化鋁陶瓷:
高溫下不導電、不漏電,隔絕陰陽極短路;
耐 600–900℃高溫、不氧化、不與氫氣 / 空氣反應;
剛性支撐薄型單電池,防止受壓碎裂。
2. 氣氛分隔與氣密密封原理
夾具分成陽極腔、陰極腔兩個獨立密閉空間:
中間用玻璃陶瓷密封層 / 云母密封墊壓緊,把氫氣(陽極)和空氣(陰極)隔開;
防止氣體互串、漏氣,保證電池電化學反應正常進行;
利用彈性壓緊結構補償高溫熱膨脹,高溫下始終保持密封不漏氣。
3. 流場布氣原理
上下陶瓷板內部刻有平行流道 / 蛇形流道:
反應氣體從進氣口進入流道,均勻覆蓋電池整個有效面積;
氣體順著流道流動,參與電極電化學反應后從出氣口排出;
保證整張電池氣體濃度一致、反應均勻,無局部缺氣、無性能偏差。
4. 集流導電與信號采集原理
電池表面鋪設鉑網 / 鉑漿作為集流體;
鉑絲引出電壓、電流信號,外接電化學工作站;
陶瓷本身絕緣,只讓電極反應電流被精準采集,無旁路漏電干擾;
避免金屬夾具高溫鉻揮發污染電池。
5. 均勻加壓夾持原理
外部水冷緊固結構 + 彈性緩沖:
對夾具整體施加均勻恒定壓力;
讓陶瓷板、密封墊、單電池、集流網緊密貼合;
既保證氣密性,又減小接觸電阻,同時避免壓力過大壓碎陶瓷單電池。
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