CN202383265U - 电池测试装置 - Google Patents

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文闻
高梅
顾月良
何庆
黎忠
周兴泰
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Abstract

本实用新型公开了一种电池测试装置,所述装置为叠层结构,依次包括第一壳体、待测试电池和第二壳体,所述第一壳体和第二壳体在待测电池相应位置设置有射线孔。本实用新型阐述的电池测试装置安装在光源衍射光束站中,可以同时进行电池的充放电性能测试和电池原位结构测试,籍此研究电池电极材料构效关系,从而为进一步提高电池充放电性能指明方向。

Description

电池测试装置
技术领域
本实用新型涉及一种电池测试装置,特别是适用于进行电池充放电试验时同步进行同步辐射原位结构测试的装置。
背景技术
随着人们生活水平的提高以及媒体技术的发展,便携式手持设备在人们的生活中越来越普及,同时在人们的生活中变得也越来越重要,为广大消费者的日常生活和使用提供了许多方便,因此,人们对电池的要求越来越高。
锂电池技术是一种已经得到广泛使用的能源技术,在绝大多数的通讯电子领域中得到使用。各大研发公司纷纷在锂电池研发项目上投入可观的投资。锂离子电池是一种充电电池,它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中,Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌。充电池时,Li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。一般采用含有锂元素的材料作为电极的电池。锂电池是现代高性能电池的代表。
一般而言,电池的充放电性能测试和电池原位结构测试是电池研究领域非常重要的两个环节。目前,锂离子电池的充放电性能测试和同步电池原位结构测试往往不得不分开测试,技术人员无法在进行电池充放电的同时,对电池内部晶体结构变化进行研究,这就导致电池电极材料的构效关系(结构与性能相关关系)无法得到直观的实验数据。本领域的技术人员致力于研究一种能够同时进行电池的充放电性能测试和电池原位结构测试的装置。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中,电池的充放电性能测试和电池原位结构测试无法同步进行的不足,提供一种新型电池测试装置。
本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的:
一种电池测试装置,其特点在于:所述装置为叠层结构,依次包括第一壳体、待测试电池和第二壳体,所述第一壳体和第二壳体在待测电池相应位置设置有射线孔。
较佳地,所述待测试电池包括正极材料、电解液、锂金属片,其中,所述锂金属片设置在一中空的塑料垫圈中间,锂金属片与正极材料之间设置有隔膜。
较佳地,所述第一壳体和第二壳体为不锈钢板。
较佳地,所述正极材料和锂金属片分别与各自的铜片连接,作为正负极输出端。
较佳地,所述第一壳体和第二壳体内表面贴有迈拉膜。
较佳地,所述第一壳体和第二壳体边缘处设有螺孔,所述两个壳体紧密螺接。
较佳地,所述第一壳体和第二壳体长6厘米,宽6厘米,厚3厘米,所述射线孔为圆孔,所述圆孔直径为1厘米。
本实用新型中,上述优选条件在符合本领域常识的基础上可任意组合,即得本实用新型各较佳实施例。
本实用新型的积极进步效果在于:本电池测试装置安装在光源衍射光束站中,可以同时进行电池的充放电性能测试和电池原位结构测试,籍此研究电池电极材料构效关系,为进一步提高电池充放电性能,指明了方向。
附图说明
图1为本实用新型一个具体实施例下的电池测试装置。
具体实施方式
本实用新型的实施例将参照附图进行说明。在说明书附图中,具有类似结构或功能的元件将用相同的元件符号表示。附图只是为了便于说明本实用新型的各个实施例,并不是要对本实用新型进行穷尽性的说明,也不是对本实用新型的范围进行限制。
图1给出了本实用新型的一个具体实施例。在该实施例中,电池测试装置为叠层结构,从上到下依次为第一壳体10、上部迈拉(Mylar)膜20、正极材料30、隔膜40、电解液50、下部迈拉(Mylar)膜60和第二壳体70。其中,电解液50透析通过隔膜40上下两面,实际上与隔膜40不存在上下关系。迈拉膜(Mylar膜),也称为麦拉膜、麦拉片等,是由经过酯交换和真空缩聚,双轴拉伸而成的薄膜,属于绝缘行业技术人员熟知的绝缘材料。
下部迈拉膜60上面设置中空的塑料垫圈44,塑料垫圈44中间设置锂金属片46,隔膜40设置在塑料垫圈44和锂金属片46的上层,其周围浸有电解液50。锂金属片46下面连接金属片42作为集电极输出端。金属片42可以是铜片或铝片。
第一壳体10和第二壳体70可以是不锈钢板,两个不锈钢板的对应边缘处设有多个螺孔14,第一不锈钢板10和第二不锈钢板70借助螺栓或螺钉紧固连接。第一不锈钢板10和第二不锈钢板70中间对应电池样品处设置有射线孔12,在一个优选实施例中,第一不锈钢板10和第二不锈钢板70长6厘米,宽6厘米,厚3厘米,中间射线孔12可以是圆孔,直径约为1cm。
两个不锈钢板内侧贴覆迈拉膜。出于图示清楚的考虑,本图将迈拉膜和电解液的厚度大大增加,以方便图示说明。实际上,迈拉膜的厚度约0.2mm,迈拉膜一方面能允许X射线直接通过窗口,从而能对于电池电极材料在电化学过程中的结构变化展开研究,另一方面又能防止电池短路。隔膜和电解液50的厚度可以忽略不计。
正极材料30可以是锂电池使用的一般正极材料,举例而言,可以是磷酸铁锂或亚硫酰氯等材料。正极材料30连接金属片32作为输出端。金属片32可以是铜片或铝片或其它合适的材料。
本领域的技术人员可以理解,第一不锈钢板10和第二不锈钢板70及其迈拉膜之间可以是任何结构大致相同的电池样品,电池内的材料可以进行任意的替换。举例而言,电解液50可以是溶解有六氟磷酸锂的碳酸酯类溶剂,也可以是其它合适的电解液。
在使用中,将电池测试装置固定在同步辐射衍射测试专用夹具内,然后就可以方便地通过衍射光束站对电池电极材料的晶体结构变化进行研究。这样,技术人员可以在对电池进行充放电的同时,对电池样品的构效关系获取直观的信息,从而进一步提出性能改善的方案。
以上虽然描述了本实用新型的具体实施方式,但是本领域的技术人员应当理解,这些仅是举例说明,本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下,可以对这些实施方式做出多种变更或修改,但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种电池测试装置,其特征在于:所述装置为叠层结构,依次包括第一壳体、待测试电池和第二壳体,所述第一壳体和第二壳体在待测试电池相应位置设置有射线孔。
2.如权利要求1所述的电池测试装置,其特征在于,所述待测试电池包括正极材料、电解液、锂金属片,其中,所述锂金属片设置在一中空的塑料垫圈中间,锂金属片与正极材料之间设置有隔膜。
3.如权利要求2所述的电池测试装置,其特征在于,所述第一壳体和第二壳体为不锈钢板。
4.如权利要求2所述的电池测试装置,其特征在于,所述正极材料和锂金属片分别与各自的铜片连接,作为正负极输出端。
5.如权利要求1、2、3或4所述的电池测试装置,其特征在于,所述第一壳体和第二壳体内表面贴有迈拉膜。
6.如权利要求1、2、3或4所述的电池测试装置,其特征在于,所述第一壳体和第二壳体边缘处设有螺孔,所述两个壳体紧密螺接。
7.如权利要求1、2、3或4所述的电池测试装置,其特征在于,所述第一壳体和第二壳体长6厘米,宽6厘米,厚3厘米,所述射线孔为圆孔,所述圆孔直径为1厘米。
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