在電池技術(shù)蓬勃發(fā)展的當(dāng)下，從傳統(tǒng)的鋰離子電池到新興的固態(tài)電池，各類電池不斷推陳出新。電池測試夾具作為評估電池性能的關(guān)鍵設(shè)備，其性能優(yōu)劣直接影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性。高溫管式電池測試夾具和傳統(tǒng)盒式電池測試夾具在電池研究、生產(chǎn)等環(huán)節(jié)廣泛應(yīng)用，它們在結(jié)構(gòu)設(shè)計、性能表現(xiàn)以及適用場景上存在顯著差異。深入了解二者區(qū)別，有助于科研人員、工程師等專業(yè)人士依據(jù)具體需求，精準(zhǔn)選擇合適的測試夾具，推動電池技術(shù)研發(fā)與生產(chǎn)的高效開展。

一、結(jié)構(gòu)差異

（一）高溫管式電池測試夾具結(jié)構(gòu)剖析

      高溫管式電池測試夾具通常以管式結(jié)構(gòu)為主體。其核心部件包含加熱元件，常見如電阻絲加熱爐、紅外加熱燈等。這些加熱元件環(huán)繞管式結(jié)構(gòu)布置，借助電能向熱能的轉(zhuǎn)化，讓夾具內(nèi)部達(dá)到所需高溫環(huán)境，實現(xiàn)對電池測試溫度的精準(zhǔn)調(diào)控。溫度傳感器它們實時監(jiān)測夾具內(nèi)溫度，并將信號反饋至溫度控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)依據(jù)反饋信號，智能調(diào)整加熱元件功率，維持溫度穩(wěn)定。

      在電池固定與密封方面，高溫管式電池測試夾具采用定制結(jié)構(gòu)。通過機械夾緊或螺紋連接方式，將電池穩(wěn)固固定在管內(nèi)特定位置。同時，選用耐高溫、耐腐蝕的密封材料，如陶瓷密封墊、硅膠密封圈等，對電池進(jìn)行密封處理，防止高溫氣體泄漏以及外界雜質(zhì)侵入夾具內(nèi)部，確保測試環(huán)境的純凈性與穩(wěn)定性。

      為實現(xiàn)對電池電化學(xué)性能參數(shù)的測量，高溫管式電池測試夾具需連接電池正負(fù)極與外部測試設(shè)備，如電化學(xué)工作站、電池充放電測試儀等。并且，為保障夾具內(nèi)溫度均勻性，需對加熱元件布局和保溫結(jié)構(gòu)進(jìn)行精心設(shè)計。例如，通過合理規(guī)劃加熱元件位置與數(shù)量，配合高性能保溫材料，減少熱量散失，實現(xiàn)管內(nèi)溫度均勻分布。

（二）傳統(tǒng)盒式電池測試夾具結(jié)構(gòu)詳解

       傳統(tǒng)盒式電池測試夾具以盒狀外殼為基本架構(gòu)。內(nèi)部空間用于放置電池，一般通過測試夾板構(gòu)建裝夾空腔，將待測電池容置于其中。為確保電池穩(wěn)固，會使用緊固件，如螺絲、螺母等，伸入裝夾空腔抵持在待測電池上。測試連接件則設(shè)置在測試夾板端部，同樣伸入裝夾空腔，與待測電池電連接，完成電氣通路搭建。

      部分盒式夾具具備驅(qū)動結(jié)構(gòu)，用于實現(xiàn)電池的快速裝夾與拆卸。例如，一些夾具通過旋轉(zhuǎn)把手帶動絲桿轉(zhuǎn)動，絲桿上的夾持板隨之移動，實現(xiàn)對不同規(guī)格電池的夾持與松開。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計，在一定程度上提高了電池裝卸效率。

      在散熱方面，傳統(tǒng)盒式電池測試夾具多采用在殼體側(cè)壁開設(shè)鏤空孔的方式。一方面，避免電池封裝在夾具內(nèi)導(dǎo)致充放電過程中溫度無法散發(fā)，減少產(chǎn)熱對測試數(shù)據(jù)的影響；另一方面，方便對夾具進(jìn)行除銹清理，同時減少壓塊與殼體之間的摩擦和磨損，延長夾具使用壽命。

（三）結(jié)構(gòu)差異總結(jié)

      從整體外形看，高溫管式電池測試夾具呈管狀，專注于為電池提供高溫測試環(huán)境；傳統(tǒng)盒式電池測試夾具為盒狀，更側(cè)重于電池的穩(wěn)固裝夾與電氣連接。在電池固定方式上，高溫管式多依靠機械夾緊或螺紋連接，傳統(tǒng)盒式則借助測試夾板與緊固件。加熱與溫度控制結(jié)構(gòu)方面，高溫管式具備專門的加熱元件和精確溫度控制系統(tǒng)，而傳統(tǒng)盒式通常不涉及加熱功能（部分用于常溫測試），若需控溫，需外接復(fù)雜設(shè)備。密封結(jié)構(gòu)上，高溫管式采用耐高溫密封材料，防止高溫氣體泄漏與雜質(zhì)侵入；傳統(tǒng)盒式則更多考慮防塵、防潮等普通環(huán)境因素，密封要求相對較低。

二、性能優(yōu)劣

（一）高溫管式電池測試夾具性能優(yōu)勢

      精準(zhǔn)溫度控制：高溫管式電池測試夾具能在較寬溫度范圍（如 60°C 至 150°C）內(nèi)實現(xiàn)精準(zhǔn)溫度控制，溫度精度可達(dá) ±1°C 甚至更高。這對于研究電池在高溫環(huán)境下的性能，如鋰離子電池在高倍率充放電時高溫對電池容量保持率、庫侖效率的影響，具有關(guān)鍵作用。通過精確控制溫度條件，可準(zhǔn)確獲取電池在不同循環(huán)次數(shù)下的性能數(shù)據(jù)，為電池優(yōu)化設(shè)計提供可靠依據(jù)。

      良好熱穩(wěn)定性：由于加熱元件布局和保溫結(jié)構(gòu)經(jīng)過精心設(shè)計，夾具內(nèi)部溫度均勻性出色。在高溫測試過程中，能確保電池各部位受熱均勻，避免因局部過熱或過冷導(dǎo)致測試結(jié)果偏差。例如，在研究電池材料熱穩(wěn)定性、界面穩(wěn)定性時，均勻的溫度環(huán)境可更真實反映材料在實際工作條件下的性能。

      適應(yīng)高溫環(huán)境：其采用的耐高溫材料和密封結(jié)構(gòu)，使夾具在高溫環(huán)境下長期穩(wěn)定運行。在高溫條件下模擬電池實際工作環(huán)境，研究電池?zé)崾Э仄鹗紲囟取l(fā)展過程以及釋放氣體成分和壓力變化等方面具有顯著優(yōu)勢。配合氣體分析儀、壓力傳感器等設(shè)備，有助于深入探究電池?zé)崾Э貦C理，為提高電池安全性提供有力支撐。

（二）高溫管式電池測試夾具性能劣勢

      結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高：高溫管式電池測試夾具因包含加熱元件、溫度傳感器、復(fù)雜密封結(jié)構(gòu)等眾多部件，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本相對較高。這在一定程度上限制了其大規(guī)模應(yīng)用，尤其對于預(yù)算有限的科研機構(gòu)和企業(yè)，可能造成經(jīng)濟壓力。

      電池裝卸相對不便：由于采用機械夾緊或螺紋連接等固定電池方式，在電池裝卸時，操作步驟相對繁瑣，需耗費一定時間和精力。相比傳統(tǒng)盒式夾具中部分快速裝夾結(jié)構(gòu)，高溫管式夾具的電池裝卸效率較低，影響測試效率。

      對測試空間有要求：高溫管式電池測試夾具通常需要配備專門的測試空間，以容納其管狀結(jié)構(gòu)和相關(guān)輔助設(shè)備。在空間有限的實驗室或生產(chǎn)車間，可能面臨安裝和使用不便的問題。

（三）傳統(tǒng)盒式電池測試夾具性能優(yōu)勢

      結(jié)構(gòu)簡單，成本較低：傳統(tǒng)盒式電池測試夾具結(jié)構(gòu)相對簡單，主要由測試夾板、緊固件和測試連接件等基本部件構(gòu)成。這種簡單結(jié)構(gòu)使得其制造成本低廉，易于大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用。對于一些對測試精度要求不高、預(yù)算有限的電池測試場景，如普通電池生產(chǎn)線上的初步篩選測試，具有較高性價比。

      電池裝卸便捷：部分傳統(tǒng)盒式電池測試夾具設(shè)計有便捷的驅(qū)動結(jié)構(gòu)，如通過旋轉(zhuǎn)把手實現(xiàn)電池快速裝夾與拆卸。操作人員可輕松完成電池裝卸操作，大大提高測試效率。在需要頻繁更換電池進(jìn)行批量測試的情況下，這種便捷性優(yōu)勢尤為突出。

      占用空間小：盒式外形緊湊，在測試空間占用上具有明顯優(yōu)勢。無論是在實驗室桌面放置，還是在生產(chǎn)線上集成安裝，都能靈活適應(yīng)不同空間條件，對空間要求較低。

（四）傳統(tǒng)盒式電池測試夾具性能劣勢

      溫度控制能力有限：傳統(tǒng)盒式電池測試夾具自身一般不具備溫度控制功能，若要進(jìn)行高溫測試，需外接加熱設(shè)備并配合復(fù)雜控溫系統(tǒng)。這種外接方式不僅增加設(shè)備成本和操作復(fù)雜性，而且溫度控制精度和均勻性難以與高溫管式電池測試夾具相媲美。在對電池高溫性能有嚴(yán)格要求的測試中，可能無法滿足測試需求。

      不適用于高溫復(fù)雜環(huán)境測試：其密封結(jié)構(gòu)和材料主要針對常溫普通環(huán)境設(shè)計，在高溫、高濕度、高腐蝕性等復(fù)雜環(huán)境下，無法有效防止外界雜質(zhì)侵入和內(nèi)部氣體泄漏，難以保證測試環(huán)境穩(wěn)定性。在研究電池在復(fù)雜環(huán)境下的性能時，傳統(tǒng)盒式電池測試夾具存在明顯局限性。

      測試精度相對較低：由于結(jié)構(gòu)簡單，在電氣連接穩(wěn)定性、壓力施加均勻性等方面存在不足，可能導(dǎo)致測試過程中接觸電阻變化、電池受力不均等問題，進(jìn)而影響測試精度。在對電池性能參數(shù)測量精度要求較高的科研生產(chǎn)測試中，傳統(tǒng)盒式電池測試夾具難以滿足要求。

（五）性能優(yōu)劣總結(jié)

      高溫管式電池測試夾具在溫度控制精度、熱穩(wěn)定性和適應(yīng)高溫復(fù)雜環(huán)境方面表現(xiàn)較好，但存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、電池裝卸不便和空間要求大等缺點。傳統(tǒng)盒式電池測試夾具則以結(jié)構(gòu)簡單、成本低、電池裝卸便捷和占用空間小見長，然而在溫度控制能力、復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)性和測試精度上相對薄弱。

三、適用場景

（一）高溫管式電池測試夾具適用場景

      電池材料研究：在研究電池正極材料（如三元材料 NCM、磷酸鐵鋰等）、負(fù)極材料（如石墨、硅基材料等）以及電解質(zhì)材料在高溫下的化學(xué)反應(yīng)和結(jié)構(gòu)變化時，高溫管式電池測試夾具能夠提供精確高溫環(huán)境，模擬電池實際工作條件，研究材料熱穩(wěn)定性、界面穩(wěn)定性等。例如，觀察高溫下正極材料與電解質(zhì)之間的副反應(yīng)情況，為開發(fā)更穩(wěn)定的電池材料提供實驗支撐。

      新型電池研發(fā)：對于固態(tài)電池、新型儲能電池等研發(fā)，需要精確了解電池在高溫環(huán)境下的性能表現(xiàn)。高溫管式電池測試夾具可用于測試這些新型電池在高溫下的充放電性能、循環(huán)壽命、安全性等關(guān)鍵指標(biāo)，助力新型電池技術(shù)突破與優(yōu)化。

      電池安全性評估：在進(jìn)行電池?zé)崾Э亍⑦^充過放等安全性測試時，高溫管式電池測試夾具能嚴(yán)格控制溫度、電壓和電流等參數(shù)，配合其他測試設(shè)備，研究電池在異常工況下的安全性。如模擬電池在高溫環(huán)境下熱失控過程，觀察釋放氣體成分和壓力變化，為提高電池安全性提供數(shù)據(jù)支持。

（二）傳統(tǒng)盒式電池測試夾具適用場景

      普通電池生產(chǎn)線上的初步篩選：在普通電池大規(guī)模生產(chǎn)過程中，需要對大量電池進(jìn)行初步性能篩選。傳統(tǒng)盒式電池測試夾具結(jié)構(gòu)簡單、成本低、電池裝卸便捷的特點，使其能夠快速、高效地對電池進(jìn)行基本性能測試，如電壓、內(nèi)阻等參數(shù)測量，篩選出明顯不合格產(chǎn)品，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

      對測試精度要求不高的教學(xué)實驗：在學(xué)校、培訓(xùn)機構(gòu)等教學(xué)場景中，進(jìn)行基礎(chǔ)電池實驗教學(xué)時，對測試精度要求相對較低。傳統(tǒng)盒式電池測試夾具的簡單易用 性和低成本，使其成為教學(xué)實驗的理想選擇，便于學(xué)生了解電池基本測試原理和操作方法。

      常溫環(huán)境下的常規(guī)電池性能測試：對于一些僅需在常溫環(huán)境下進(jìn)行常規(guī)性能測試的電池，如普通干電池、部分小型鋰離子電池等，傳統(tǒng)盒式電池測試夾具能夠滿足測試需求。其占用空間小的特點，在空間有限的實驗室或小型測試場所具有優(yōu)勢。

（三）適用場景總結(jié)

      高溫管式電池測試夾具適用于對溫度控制要求嚴(yán)格、需要在高溫復(fù)雜環(huán)境下研究電池性能的場景，如電池材料研究、新型電池研發(fā)和電池安全性評估等。傳統(tǒng)盒式電池測試夾具則更適合普通電池生產(chǎn)線上的初步篩選、對測試精度要求不高的教學(xué)實驗以及常溫環(huán)境下的常規(guī)電池性能測試等場景。

四、結(jié)論

      高溫管式電池測試夾具和傳統(tǒng)盒式電池測試夾具在結(jié)構(gòu)、性能和適用場景上各有特點。高溫管式憑借精準(zhǔn)溫度控制、良好熱穩(wěn)定性等優(yōu)勢，在電池材料研究、新型電池研發(fā)等領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵作用；傳統(tǒng)盒式則以結(jié)構(gòu)簡單、成本低、操作便捷等特性，在普通電池生產(chǎn)和基礎(chǔ)測試場景中廣泛應(yīng)用。在實際應(yīng)用中，科研人員和工程師應(yīng)根據(jù)具體測試需求，綜合考慮夾具結(jié)構(gòu)、性能、成本等因素，合理選擇高溫管式或傳統(tǒng)盒式電池測試夾具，以確保電池測試工作的高效、準(zhǔn)確開展，推動電池技術(shù)不斷進(jìn)步與創(chuàng)新。未來，隨著電池技術(shù)持續(xù)發(fā)展，對測試夾具性能要求將不斷提高，兩種類型夾具也將在各自優(yōu)勢領(lǐng)域持續(xù)改進(jìn)和完善，以適應(yīng)行業(yè)發(fā)展新需求。

產(chǎn)品展示

      SSC-SOFCSOEC12系列高溫管式電池測試夾具，適用與固體氧化物電池測試SOFC和電熱催化系統(tǒng)評價SOEC；是將直徑12mm的電池固定到剛玉管或者石英管中，并配合接頭實現(xiàn)SOFC.SOEC的評價分析。電解質(zhì)支撐結(jié)構(gòu)的三合一復(fù)合SOFC/SOEC電池制作好以后，在三合一復(fù)合膜的兩側(cè)各涂上一層薄的鉑漿，再壓上鉑網(wǎng)，然后在850℃下燒結(jié)0.5h后作為電流收集器（集流體）。鉑網(wǎng)的面積與電極膜的面積相同，規(guī)格為200目。用玻璃密封劑將電池的陽極側(cè)面（向下）密封在石英管的一端，陰極室為大石英管。

    產(chǎn)品優(yōu)勢：

（1）陽極面向下時，在陽極室通入的氫氣和甲烷等燃料由于密度比空氣小會自動向上運動到陽極表面，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。陰極的空氣（氧氣）由于密度與空氣相近，在小的壓力作用下就會自發(fā)地向下運動到陰極發(fā)生反應(yīng)。反之，若將陽極和陰極室倒置，則必須增加陽極和陰極氣體的壓強才能促使上述效果出現(xiàn)。

（2）電池的陽極面用高溫密封陶瓷膠固定在石英管的一端，石英管起到陽極室的作用。用同樣的方式得到陰極室，由于受到陰極室石英管的重力，以及電池兩端的密封應(yīng)力，電池很容易受到損壞。在電池夾具中，電池不受來自陰極的壓力；由于電池的陰極面處于“自由"狀態(tài)，電池只受到陽極密封材料的應(yīng)力。因此，電池受到損壞的可能性大大降低。

（3）將陰高溫內(nèi)密封轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏赝饷芊猓闷胀z水或橡皮泥就能很好地完成密封。整個電池測試夾具，以鉑絲為導(dǎo)線，外路連接電子負(fù)載和電化學(xué)工作站。