电池材料是决定储能器件性能（能量密度、功率密度、循环寿命、安全性）的核心要素。随着电动汽车、可再生能源储能等领域的快速发展，电池材料研究不断突破传统限制，向高能量密度、高安全性、低成本方向迈进。高温管式电池测试夹具是评估电池在极端温度环境下（如60°C至150°C）性能的关键工具，尤其在锂离子电池、固态电池及新型储能材料的研发中不可或缺。

1.电池材料研究背景与意义

随着新能源产业的快速发展，电池作为核心储能单元，广泛应用于消费电子、电动汽车（EV）、储能电站等领域。然而，现有电池技术仍面临能量密度不足、成本高昂、安全性差等问题。电池材料的创新是突破这些瓶颈的关键，其研究涵盖从基础理论到工程应用的多个层面，旨在实现更高性能、更低成本和更安全的储能解决方案。

2.电池性能研究

（1）高温循环性能评估

在高温环境下（如60 - 150°C），对锂离子电池、固态电池等进行充放电循环测试。例如，研究锂离子电池在高倍率充放电时，高温对电池容量保持率、库仑效率的影响。通过高温管式电池测试夹具，可以精确控制温度条件，准确获取电池在不同循环次数下的性能数据，为电池的优化设计提供依据。

​（2）电池材料稳定性研究

对于电池的正极材料（如三元材料NCM、磷酸铁锂等）、负极材料（如石墨、硅基材料等）以及电解质材料，高温会加速其化学反应和结构变化。该夹具能够在高温条件下模拟电池实际工作环境，研究材料的热稳定性、界面稳定性等。比如，观察高温下正极材料与电解质之间的副反应情况，从而为开发更稳定的电池材料提供实验支撑。

3.电池安全测试

（1）热失控研究

当电池在高温环境下发生热失控时，其内部的化学反应会急剧加速，释放大量热量和气体。高温管式电池测试夹具可以配合其他测试设备（如气体分析仪、压力传感器等），研究电池热失控的起始温度、发展过程以及释放的气体成分和压力变化等。这有助于深入了解电池热失控的机理，为提高电池的安全性提供保障。

​（2）过充过放安全测试

在高温条件下进行电池的过充和过放测试，模拟电池在异常使用情况下的性能表现。通过高温管式电池测试夹具，可以严格控制温度、电压和电流等参数，观察电池在过充过放过程中的温度变化、电压波动以及是否发生鼓包、漏液、起火或爆炸等危险情况，从而评估电池在高温异常工况下的安全性。

4.电池工艺优化

（1）电极制备工艺优化

在电池电极的制备过程中，如涂布、干燥、辊压等工序，高温环境可能会影响电极的结构和性能。利用高温管式电池测试夹具，可以在不同的高温条件下对制备好的电极进行性能测试，从而优化电极制备工艺的参数，提高电极的质量和电池的整体性能。

​（2）电池封装工艺验证

电池的封装工艺对于电池的密封性、散热性等性能有着重要影响。高温管式电池测试夹具可以用于验证电池封装在不同高温环境下的密封性和可靠性，检测是否存在电解液泄漏等问题，进而优化电池的封装工艺。

5. 典型应用场景

应用领域	​测试内容	​案例参考
锂离子电池	高温循环寿命、倍率性能、热失控分析	NCM811电池在85°C下循环500次容量保持率>85%
固态电池	界面阻抗、离子电导率、热稳定性	硫化物电解质（LiGPS）在120°C下界面阻抗<10Ω
钠离子电池	高温下的体积膨胀抑制、电解液兼容性	硬碳负极在150°C下循环膨胀率<5%
热失控研究	触发热失控条件（加热速率、临界温度）	锂金属电池在100°C下热失控时间延迟>30min

​6 .技术挑战与解决方案

挑战	​解决方案	效果
高温下材料蠕变	采用碳纤维复合材料（CTE<1×10⁻⁶/°C）	结构变形量降低80%
电解液泄漏	双层密封结构（氟橡胶+石墨垫片）	泄漏率<0.1mL/min
温度-压力耦合控制	多物理场仿真（COMSOL/FEM）优化加热与加压逻辑	温度均匀性提升至±1.5°C
高速数据采集	嵌入式高速ADC（1MSPS）+多通道同步记录	电压/温度采样频率达1kHz

7.总结

        电池材料研究正处于从传统锂离子体系向高性能、低成本、全固态电池转型的关键阶段。通过多尺度表征、计算模拟与实验验证的深度融合，有望突破现有技术瓶颈，推动储能技术的革新。未来，需加强跨学科协作，加速新材料从实验室到产业化的转化进程，为清洁能源革命提供坚实支撑。高温管式电池测试夹具广泛应用于电池材料研究、电化学性能测试、安全性评估及新型电池开发，是推动高能量密度、高安全性电池技术发展的关键实验设备。未来，随着固态电池、钠离子电池等新型储能体系的兴起，高温测试夹具的需求将进一步增长。

产品展示

       SSC-SOFCSOEC12系列高温管式电池测试夹具，适用与固体氧化物电池测试SOFC和电热催化系统评价SOEC；是将直径12mm的电池固定到刚玉管或者石英管中，并配合接头实现SOFC.SOEC的评价分析。电解质支撑结构的三合一复合SOFC/SOEC电池制作好以后，在三合一复合膜的两侧各涂上一层薄的铂浆，再压上铂网，然后在850℃下烧结0.5h后作为电流收集器（集流体）。铂网的面积与电极膜的面积相同，规格为200目。用玻璃密封剂将电池的阳极侧面（向下）密封在石英管的一端，阴极室为大石英管。

产品优势：

（1）阳极面向下时，在阳极室通入的氢气和甲烷等燃料由于密度比空气小会自动向上运动到阳极表面，发生化学反应。阴极的空气（氧气）由于密度与空气相近，在小的压力作用下就会自发地向下运动到阴极发生反应。反之，若将阳极和阴极室倒置，则必须增加阳极和阴极气体的压强才能促使上述效果出现。

（2）电池的阳极面用高温密封陶瓷胶固定在石英管的一端，石英管起到阳极室的作用。用同样的方式得到阴极室，由于受到阴极室石英管的重力，以及电池两端的密封应力，电池很容易受到损坏。在电池夹具中，电池不受来自阴极的压力；由于电池的阴极面处于“自由”状态，电池只受到阳极密封材料的应力。因此，电池受到损坏的可能性大大降低。

（3）将阴极高温内密封转变为低温外密封，用普通胶水或橡皮泥就能很好地完成密封。整个电池测试夹具，以铂丝为导线，外路连接电子负载和电化学工作站。