[实用新型]一种电池原位测试装置

说明书

本实用新型涉及电池测试技术领域，尤其涉及一种电池原位测试装置。本实用新型公开了一种电池原位测试装置，包括：电池壳、控温模块、充放电模块和光源探测器。该装置集功能性、开放性和用户友好为一体，可同时在施加温度场和电化学场条件下对电池进行谱学原位结构表征，操作简单，功能全面。

技术领域

本实用新型涉及电池测试技术领域，尤其涉及一种电池原位测试装置。

背景技术

随着新型的储能系统，包括二次金属离子电池，超级电容器等新能源电池的逐步的商业化应用，其中电池电解质和电极材料的飞速发展功不可没。深入研究电极材料、电解质材料、电极/电解质界面结构及其在充放电过程或者环境场(温度、湿度等)下的结构演变过程，对于下一代高性能储能系统的设计及制备至关重要。目前，市场上有很多种电池原位装置可以选择，但是他们往往是作为特定仪器的附属设备存在的，存在功能性单一、通用性不足等缺点。为此，急需设计一种跟储能系统研究常用谱学表征技术((同步辐射)X射线散/衍射、中子散/衍射、X射线/中子成像技术、吸收光谱、红外光谱和拉曼光谱等)匹配的、多功能的电池原位测试装置。

文献报道的电池原位测试装置多侧重于电池充放电过程中的原位结构表征，无法对样品的环境(如温度)进行调控，例如专利《一种原位观察电池极片和电解液的装置》(申请公布号：CN110987978A)。另外，兼具样品控温和原位充放电功能的装置，通常需要跟其它复杂系统搭配，造成操作不便。例如专利《一种应用于锂电池原位测试的原位样品池》208688993U所报道的电池原位测试装置必须在充满惰性气体的手套箱内才能正常工作。

针对现有电池原位测试装置普遍存在的功能单一，无法提供与谱学原位测试相匹配的(温度)环境设计等问题，设计一种跟电池研究常用谱学表征技术((同步辐射)X射线散/衍射、中子散/衍射、X射线/中子成像技术、吸收光谱、红外光谱和拉曼光谱等)相匹配的、多功能的原位测试装置，深入研究电池材料在充放电过程中结构演变过程对于商业化锂离子电池的进一步发展是至关重要的。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型公开了一种电池原位测试装置，该装置集功能性、开放性和用户友好为一体，可同时在施加温度场和电化学场条件下对电池进行谱学原位结构表征，操作简单，功能全面。

本实用新型提供了一种电池原位测试装置，包括：电池壳、控温模块、充放电模块和光源探测器；

所述电池壳由正极电池壳和与所述正极电池壳相适配的负极电池壳组成，所述正极电池壳和所述负极电池壳用于将待测电池固定于所述正极电池壳与所述负极电池壳形成的空腔内；

所述充放电模块包括设置在电池壳两侧的正极片、负极片和电化学工作站，所述正极片、所述负极片与所述电化学工作站连接；

所述控温模块包括电源、温控器、分别设置在所述正极片和所述负极片侧面的第一加热片和第二加热片以及设置在所述第一加热片上的热敏电阻，所述电源两端分别与所述第一加热片和所述第二加热片连接，所述电源的两端还与所述温控器的两个输入端连接；

所述正极电池壳、所述负极电池壳、所述正极片、所述负极片、所述第一加热片和所述第二加热片均开设有透光窗，所述透光窗和所述光源探测器位于同一光路上；

所述光源探测器用于接收经电池散射的光源信号。

优选地，还包括：固定装置；

所述固定装置包括：分别设置在所述正极片和所述负极片侧面的第一固定模具和第二固定模具；

所述第一固定模具和所述第二固定模具均设置有通光孔，所述通光孔和所述透光窗位于同一光路上；

所述第一固定模具和所述第二固定模具分别设置有第一凹槽和第二凹槽，当所述第一固定模具和所述第二模具相互固定时，所述第一加热片、所述正极片、所述电池壳、所述负极片和所述第二加热片固定于连通的所述第一凹槽和所述第二凹槽内。