单电池陶瓷测试夹具适用于SOFC 固体氧化物燃料电池 / SOEC 电解池平板单电池测试。
一、整体核心原理
单电池陶瓷测试夹具利用高纯氧化铝陶瓷耐高温、绝缘、耐腐蚀特性,在高温炉内把单电池居中夹持定位;
通过上下陶瓷流板布气、密封隔离阴阳极气氛、铂材集流导电、外部恒压锁紧,实现:
气氛隔离 + 均匀布气 + 电信号采集 + 高温气密加载,从而测试单电池发电 / 电解性能。
二、分模块工作原理
1. 绝缘与耐高温支撑原理
夹具主体采用99 氧化铝陶瓷:
高温下不导电、不漏电,隔绝阴阳极短路;
耐 600–900℃高温、不氧化、不与氢气 / 空气反应;
刚性支撑薄型单电池,防止受压碎裂。
2. 气氛分隔与气密密封原理
夹具分成阳极腔、阴极腔两个独立密闭空间:
中间用玻璃陶瓷密封层 / 云母密封垫压紧,把氢气(阳极)和空气(阴极)隔开;
防止气体互串、漏气,保证电池电化学反应正常进行;
利用弹性压紧结构补偿高温热膨胀,高温下始终保持密封不漏气。
3. 流场布气原理
上下陶瓷板内部刻有平行流道 / 蛇形流道:
反应气体从进气口进入流道,均匀覆盖电池整个有效面积;
气体顺着流道流动,参与电极电化学反应后从出气口排出;
保证整张电池气体浓度一致、反应均匀,无局部缺气、无性能偏差。
4. 集流导电与信号采集原理
电池表面铺设铂网 / 铂浆作为集流体;
铂丝引出电压、电流信号,外接电化学工作站;
陶瓷本身绝缘,只让电极反应电流被精准采集,无旁路漏电干扰;
避免金属夹具高温铬挥发污染电池。
5. 均匀加压夹持原理
外部水冷紧固结构 + 弹性缓冲:
对夹具整体施加均匀恒定压力;
让陶瓷板、密封垫、单电池、集流网紧密贴合;
既保证气密性,又减小接触电阻,同时避免压力过大压碎陶瓷单电池。