CN204903401U - 基于原位拉曼和电化学复合法的锂电池电极材料寿命检测系统 - Google Patents
基于原位拉曼和电化学复合法的锂电池电极材料寿命检测系统 Download PDFInfo
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Abstract
一种基于原位拉曼和电化学复合法的锂电池电极材料寿命检测系统，其特征是它由电解池（19）和拉曼镜头（20）组成，电解池（19）旋转在工作台上并通过外接导线（1）和电化学仪器相连，拉曼镜头（20）正对电解池（20）中的电极表面获得电池原位充放电过程中阴极材料的拉曼光谱，通过对谱线的分析得到对应阴极材料的拉曼曲线图，进而得到电极材料的使用寿命。本实用新型结构简单，测试方便，尤其是可以在不拆卸电极的情况下完成电极材料的检测，并进而得出电池的寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电池技术，尤其是一种锂电池技术，具体地说是一种基于原位拉曼和电化学复合法的锂电池电极材料寿命检测系统。
背景技术
目前，随着移动电子设备和电动汽车!混合动力汽车的不断发展，锂离子电池作为与之配合的最重要的储能装置,，对开发高能量、小型化、大倍率的新型电极材料提出了越来越高的要求。但是在锂电池的使用过程中，电极材料、隔膜材料、电解质材料等以及制造工艺、电池控制保护电路设计等都对电池寿命有一定的影响。目前有多种方法应用于电池材料的评估程序中，例如：XRD、RAMAN、NMR、TEM、SEM等。同时，电极材料的研究也非常多。而申请人发现现有的的很多方法通常都是离线检测，即需要在电池使用一段时间后拆卸电极，然后进行检测。但是，在进行电池材料的寿命等的研究中，人们更希望在原位进行检测，例如采用碳周围电极材料，我们通常采用拉曼光谱在分析碳材料的结构，但是很少有原位测试的手段在体现。为此，设计一种原位拉曼和电化学复合的装置，实现在线原位检测电化学扫描过程中碳材料的结构的变化，从而从机制上研究锂电池的工作过程，对于从材料等方面提高电池寿命具有重要的意义。
实用新型内容
本实用新型的目的是根据现有的电极材料检测均需要在电极使用一段时间后拆卸下来进行检测而造成检测不便的问题，设计一种基于原位拉曼和电化学复合法的锂电池电极材料寿命检测系统。
本实用新型的技术方案是：
一种基于原位拉曼和电化学复合法的锂电池电极材料寿命检测系统，其特征是它由电解池19和拉曼镜头20组成，电解池19旋转在工作台上并通过外接导线1和电化学仪器相连，拉曼镜头20正对电解池20中的电极表面获得电池原位充放电过程中阴极材料的拉曼光谱，通过对谱线的分析得到对应阴极材料的拉曼曲线图，进而得到电极材料的使用寿命。
所述的电解池19包括透明外壳3，透明外壳3中安装有工作电极4、隔离板5以及对电极和/或参考电极6，隔离板5用于使工作电极7与对电极和/或参考电极6实现电气绝缘，工作电极7以及对电极和/或参考电极6均通过对应的穿过环氧接头9的电极导线2与外接导线1相连通，外接导线1再通过电极引线18与电化学仪器相连。
所述的透明外壳3中安装有薄玻璃板5和PTEF填料层7，所述的薄玻璃板5和PTEF填料层7用于使工作电极、隔板及对电极和/或参考电极紧密接触。
本实用新型的有益效果：
本实用新型通过设计可拆卸的检测电解池，从而可以方便完成电池的电极材料和电解液的更换，并在线测量电池电极材料的拉曼光谱和电化学曲线，获得电池寿命的特征曲线。
本实用新型结构简单，测试方便，尤其是可以在不拆卸电极的情况下完成电极材料的检测，并进而得出电池的寿命。
附图说明
图1是本实用新型的检测装置的结构示意图。
图2是本实用新型的电解池的结构示意图。
图3是图2的剖视结构示意图之一。
图4是图2的剖视结构示意图之二。
图5是本实用新型的阴极的拉曼检测结果示意图之一。
图6是本实用新型的阴极的拉曼检测结果示意图之二。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
如图1-6所示。
一种基于原位拉曼和电化学复合法的锂电池电极材料寿命检测系统，它由电解池19和拉曼镜头20组成，如图1所示，电解池19旋转在工作台上并通过外接导线1和电化学仪器相连，拉曼镜头20正对电解池20中的电极表面获得电池原位充放电过程中阴极材料的拉曼光谱，通过对谱线的分析得到对应阴极材料的谱线图，如图5-6所示，图5为金刚石电极的谱线图，图6为石墨电极的谱线图，通过所得的谱线图即可得到电极材料的使用寿命。所述的电解池19如图2所示，它包括透明外壳3，透明外壳3中安装有工作电极4、隔离板5以及对电极和/或参考电极6，隔离板5用于使工作电极7与对电极和/或参考电极6实现电气绝缘，工作电极7以及对电极和/或参考电极6均通过对应的穿过环氧接头9的电极导线2与外接导线1相连通，环氧接头9盖装在透明外壳3上，在环氧接头9上还加装有盖子10，如图3-4，外接导线1再通过电极引线18与电化学仪器相连。根据透明外壳3尺寸的大小和电极脏的不同，电解池19可以有两种结构，如图3-4所示，图3的透明外壳3的尺寸与电极尺寸正好相配，而图4的透明外壳的内腔的尺寸大于电极的尺寸，为此可在透明外壳3中安装有薄玻璃板5和PTEF填料层7，所述的薄玻璃板5和PTEF填料层7可以使工作电极、隔板及对电极和/或参考电极紧密接触，以便于检测。
本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
Claims (3)
1.一种基于原位拉曼和电化学复合法的锂电池电极材料寿命检测系统，其特征是它由电解池（19）和拉曼镜头（20）组成，电解池（19）旋转在工作台上并通过外接导线（1）和电化学仪器相连，拉曼镜头（20）正对电解池（20）中的电极表面获得电池原位充放电过程中阴极材料的拉曼光谱，通过对谱线的分析得到对应阴极材料的拉曼曲线图，进而得到电极材料的使用寿命。
2.根据权利要求1所述的基于原位拉曼和电化学复合法的锂电池电极材料寿命检测系统，其特征是所述的电解池（19）包括透明外壳（3），透明外壳（3）中安装有工作电极（4）、隔离板（5）以及对电极和/或参考电极（6），隔离板（5）用于使工作电极（7）与对电极和/或参考电极（6）实现电气绝缘，工作电极（7）以及对电极和/或参考电极（6）均通过对应的穿过环氧接头（9）的电极导线（2）与外接导线（1）相连通，外接导线（1）再通过电极引线（18）与电化学仪器相连。
3.根据权利要求2所述的基于原位拉曼和电化学复合法的锂电池电极材料寿命检测系统，其特征是所述的透明外壳（3）中安装有薄玻璃板（5）和PTEF填料层（7），所述的薄玻璃板（5）和PTEF填料层（7）用于使工作电极、隔板及对电极和/或参考电极紧密接触。
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| CN106770158B (zh) * | 2016-11-28 | 2019-07-02 | 清华大学 | 电化学高温原位拉曼光谱测试热态系统 |
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