[发明专利]透明可视锂离子二次电池

说明书

技术领域

本发明属于锂离子二次电池技术领域，尤其涉及一种可观测电池内部反应的透明可视锂离子二次电池。 

背景技术

锂离子二次电池由于其高容量、高能量密度、体积可调、重量轻和优良的高低温性能等诸多优点而被普遍的用作便携式电子设备的电源。 

锂离子二次电池的组成部分包括阳极极片、阴极极片、隔离膜、电解液、包装袋和分别位于阴极极片和阳极极片前端的阴极极耳和阳极极耳。其中，阴极极片上的含锂活性物质一般采用插锂化合物以提供锂离子；阳极极片上的活性物质一般为碳-碳层间化合物，以提供锂离子嵌入的空间；非水电解液为溶解了锂盐的有机溶剂，起到运输锂离子的作用。充电时，锂离子从阴极脱出，经过电解液嵌入到阳极，阳极处于富锂状态，阴极处于贫锂状态，同时电子的补偿电荷从外电路供给到阳极，以确保电荷的平衡。放电时则相反。以阴极活性物质为LiCoO₂，阳极活性物质为C为例：充电时，锂离子从LiCoO₂的晶胞中脱出，其中的离子Co从3价氧化为4价；放电时，锂离子则嵌入LiCoO₂的晶胞中，其中的Co从4价变回为3价。阳极在放电时为C，充电的时候，理论上来说，每6个碳原子可吸收一个锂离子，形成LiC₆。可见，锂离子二次电池是一种能量转化器，将化学能转化为电能，也将电能转化为化学能。电子的转移过程是不可见的，但是化学能却能通过观察化学反应中的变化而具有一定的可观测性。 

但是，目前常见的锂离子二次电池的外包装为热压塑合的不透明包装，在充电或放电过程中，无法观察其充电或放电所产生的化学反应和物理反应。而在对电池性能方面的研究，又需要观察电芯在充电和放电过程中，阳极极片和阴极极片在电解液中的反应情况及析锂情况。普通的电池，在不对电池进行破坏的情况下仅能通过仪器外部读数评估电池的化学性能和物理性能，只能观测到表面现象，不能了解根源问题。且在化成和容量测试过程中，无法观察阳极极片与阴极极片的反应状态。 

有鉴于此，确有必要提供一种可以观察电池内部的化学反应的透明可视锂离子二次电池，把不可观测的电能变化转化为可直观的化学变化，在一定程度上为电化学研究提供了便利。 

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种可以观察电池内部的化学反应的透明可视锂离子二次电池，把不可观测的电能变化转化为可直观的化学变化，在一定程度上为电化学研究提供了便利，以克服现有技术中的锂离子二次电池无法观察其充电或放电所产生的化学反应和物理反应的不足。 

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种透明可视锂离子二次电池，包括阳极极片、阴极极片和电解液，所述阳极极片上设置有阳极极耳，所述阴极极片上设置有阴极极耳，所述电解液盛装于透明可视容器内，并且所述电解液的表面设置有液封有机物层，所述阳极极片设置于第一平板表面，所述阴极极片设置于第二平板表面，并且所述阳极极片和所述阴极极片相对地设置于所述电解液内，所述第一平板和所述第二平板分别通过第一连接杆和第二连接杆设置在位于所述透明可视容器上方的横梁上，所述阳极极耳和所述阴极极耳均连接有导线。 

作为本发明透明可视锂离子二次电池的一种改进，所述第一平板和所述第二平板的材质均为玻璃、不锈钢或聚四氟乙烯，当所述第一平板的材质为不锈钢时，所述第一平板和所述阳极极片之间设置有绝缘层，当所述第二平板的材质为不锈钢时，所述第二平板和所述阴极极片之间设置有绝缘层。 

作为本发明透明可视锂离子二次电池的一种改进，所述液封有机物层为液体石蜡层或石油醚层。 

作为本发明透明可视锂离子二次电池的一种改进，所述第一平板和所述第一连接杆通过第一螺丝连接，所述第二平板和所述第二连接杆通过第二螺丝连接。 

作为本发明透明可视锂离子二次电池的一种改进，所述第一连接杆和所述第二连接杆均滑动连接于所述横梁上，并且所述第一连接杆和所述第二连接杆均连接有蜗杆。 

作为本发明透明可视锂离子二次电池的一种改进，所述横梁上设置有刻度和数显装置。 

作为本发明透明可视锂离子二次电池的一种改进，所述横梁通过第三螺丝固定于支架上，所述支架设置于底座台上，并且所述透明可视容器设置于所述底座台上。 

作为本发明透明可视锂离子二次电池的一种改进，所述第一螺丝和所述第一平板之间设置有第一橡胶垫，所述第二螺丝和所述第二平板之间设置有第二橡胶垫。