CN210198962U - 锂电池耐高温拉曼/x射线衍射原位光谱测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种锂电池耐高温测试用夹持装置，光学片安装在窗口中；在阳极主体的底部中安装有第一密封圈；阳极上盖、阴极下盖分别装配在阳极主体的上下两端，并致使窗口、第一收纳通槽、第二收纳通槽、第一密封圈之间形成密封腔体结构；凸台、绝缘套筒、弹簧均收容在密封腔体结构中待测试的锂电池样品被夹持在凸台与光学片之间。本实用新型还公开一种锂电池耐高温拉曼/X射线衍射原位光谱测试装置。本实用新型具有密封效果强、测试精度高、设备集成效果高的优点。融入了XRD和拉曼两种测试的窗口，使得这一装置在进行不同温度条件进行电池充放电的同时，还能够进行诸如XRD和拉曼的在线检测功能。

Description

锂电池耐高温拉曼/X射线衍射原位光谱测试装置

技术领域

本实用新型涉及材料结构-机理原位表征技术领域，尤其涉及锂电池耐高温拉曼/X射线衍射原位光谱测试装置。

背景技术

如今，锂离子电池是各种便携式电子设备的最先进的电源。它们结合了高能量密度和优异的循环寿命，并且没有记忆效应。但其安全性一直是人们关注的焦点，特别是高温条件下的安全性。

因为锂离子电池是将高能量材料与基于有机溶剂的易燃电解质直接接触。任何滥用，包括处理火灾，过度充电，外部短路或挤压，都可能引发自发的放热反应，从而导致火灾和爆炸。锂离子电池必须通过许多安全测试才能被消费者认证。测试包括电气测试，如外部短路，机械测试，如钉子穿透，挤压，掉落到地面，以及环境测试，如在微波炉中加热，投入热液体，以及在真空中进行泄漏测试。目前，人们已经设计了多种技术来提高安全性，如包括使用安全通风口，正温度系数元件，关闭分离器，更耐氧化或更不易燃的电解质成分和氧化还原机构。

而除了锂电池具有高度氧化和还原材料的事实之外，这些非水电池的设计具有散热不良的固有缺点，这使得它们的安全性更加复杂。与锂金属-阳极电池相比，锂离子电池被认为更安全。例如，金属锂和锂化碳(LixC6)的氧化还原电位是相似的。具有约10μm的典型粒径的碳质阳极的反应性表面积大。尽管已经证明锂化碳电极的比表面积在循环时增加了五倍，但是阳极的反应性在动力学上受到锂从通道到石墨电极表面的缓慢传输的限制。与锂金属阳极电池相比，另一个有助于提高锂离子电池安全性的重要因素是LixC6的熔点高得多。锂的低熔点(180℃)会因无意中过热而产生熔融锂的火灾危险。而，LixC6与电解质之间的放热反应则需要通过加热来引发。

常见的4V锂离子电池的电位范围超出了电解质的热力学稳定性窗口。因此，电解质在与带电活性物质接触时将会遭到分解。通过正极活性材料的部分溶解，阴极和电解质之间的界面进一步复杂化。这在充电结束时和升高的温度下尤其是一个问题，在该温度下，电解质氧化可以以加速的速率进行。

事实上，电池的温度由产生的热量和电池消散的热量之间的热平衡决定。当电池被加热到一定温度以上(通常高于130-150℃)时，电极和电解质之间的放热化学反应进入，提高其内部温度。如果电池可以消散这种热量，它的温度不会异常升高。然而，如果产生的热量大于可以消散的热量，则放热过程将在类似绝热的条件下进行，并且电池的温度将快速增加。温度的升高将进一步加速化学反应，而不是所需的电化学反应，导致产生更多的热量，最终导致热失控。在这些过程中产生的任何压力都可能导致电池内部的机械故障，触发短路，电流路径中的不可逆中断，电池外壳的变形，膨胀和破裂导致电池过早死亡。很明显，电池的热稳定性取决于其散热能力。物体吸收热量的能力由其热容量决定。

因此，锂离子电池的散热成为一项重大的工程挑战，尤其是那些专为高功率应用而设计的产品。所以，在电池的设计生产过程中，热稳定性的研究以及在高温条件下，电极材料、电解液等电池相关组成部件的研究成为了人们最为关心的研究对象。而如何实现在高温条件下，实现这些材料的原位在线检测也成为了研究人员的迫切需求。

专利申请CN201420741048.3公开的一种锂离子电池热失控实验装置，包括导热管和保温系统；导热管外壁缠绕电阻丝，所述导热管嵌于保温系统中，导热管内腔形成锂离子电池安装孔用于安装待测锂离子电池，所述导热管顶端设有温度传感器安装孔；所述的保温系统由容器和容器内的耐高温保温层组成。

但是该专利存在以下不足：其一，待测试的样品始终处于半封闭的测试环境中，密封效果差，导致测试精度不准；其二，待测试的样品安装稳定性有待提高，且局部暴露在外界，存在安全隐患。

专利申请201721749271.2提供了一种电池隔膜闭孔-破膜温度的测试装置，该装置实际是一种夹持待测试的样品的夹持组件。测试时，将待测隔膜放入夹板之间，并通过调节装置对夹板间距进行调整，连接现有技术的内阻分析仪和温度控制器后，将测试装置放入模拟不同温度环境的加温设备，例如加热炉。该装置的夹持装置与温控装置为独立的两套设置，导致设备集成效果差，导致操作复杂度大。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于：其一，现有技术的锂离子测试装置密封效果差，导致测试精度不准、且存在安全隐患。其二；夹持装置与温控装置为独立的两套设置，导致设备集成效果差，导致操作复杂度大。其三，目前，在实际的实验过程中，实验人员通常采用将电池放在具备高温条件的烘箱或者其他高温环境中进行加热观察其充放电曲线来获取相关的电池性能测试。这一测试方法虽然能够直接对电池的安全稳定性进行测试，但缺乏在这一过程中对电极材料、电解液等具体材料结构演变的有效监测，导致研究人员无法探知在这一过程中的安全威胁的深层次原因。

本实用新型通过以下技术手段实现解决上述技术问题之一的：一种锂电池耐高温原位光谱测试装置，包括阳极主体、阳极上盖、阴极下盖、弹簧、光学片、凸台、第一密封圈；

所述阳极主体上开设有上下贯通的第一收纳通槽，所述阳极上盖上开设有上下贯通的窗口，所述光学片安装在所述窗口中，所述阴极下盖的顶部开设有第二收纳通槽；在所述阳极主体的底部中位于所述第一收纳通槽的外围开设有一圈第一密封圈安装槽，所述第一密封圈安装槽中安装有第一密封圈；

所述阳极上盖、所述阴极下盖分别装配在所述阳极主体的上下两端，并致使所述窗口、第一收纳通槽、第二收纳通槽、第一密封圈之间形成密封腔体结构；

所述凸台、弹簧均收容在所述密封腔体结构中，所述弹簧的一端与所述第二收纳通槽的内底壁接触、所述弹簧的另一端向所述光学片的位置方向延伸，所述凸台连接在所述弹簧的另一端上，待测试的锂电池样品被限位在所述凸台与所述光学片之间。

本实用新型通过将阳极上盖盖合在阳极主体的顶部，具体可以通过在阳极上盖、阳极主体上开设位置相对应的螺纹孔，通过螺栓实现两者之间的紧固，使得阳极上盖与阳极主体相接触。此时，光学片与阳极主体中的第一收纳通槽相对应。将待测试的锂电池样品从第一收纳通槽的底部放置第一收纳通槽中。本实用新型的锂电池样品包括样品、隔膜、锂片，按照样品、隔膜、锂片由上而下的顺序依次堆叠。然后将凸台从第一收纳通槽的底部放置第一收纳通槽中，使得凸台的顶部与锂片的底部相抵，再将弹簧从第一收纳通槽的底部放置第一收纳通槽中，保证弹簧的顶端与凸台的底部相抵，弹簧的底端伸出第一收纳通槽，再将阴极下盖盖合在阳极主体的底部，具体可以通过在阴极下盖、阳极主体上开设位置相对应的螺纹孔，通过螺栓实现两者之间的紧固。此时，弹簧的底端抵在阴极下盖的顶部的第二收纳通槽的槽底，弹簧处于压缩状态，而此时待测试的锂电池样品压在光学片的底部，从而实现待测试的锂电池样品的紧固、夹持。

优选地，在所述第一收纳通槽中套设有绝缘套筒，所述绝缘套筒贯穿所述第一收纳通槽的上下两端。绝缘套筒的顶部与第一收纳通槽的顶部齐平、绝缘套筒的底部与第一收纳通槽的底部齐平。

优选地，所述阳极主体的顶部中位于所述第一收纳通槽的外围、所述阳极上盖的底部中位于窗口的外围分别开设有相互配合的第一台阶结构、第二台阶结构。

本实用新型通过在阳极主体上设置第一台阶结构、阳极上盖上设置第二台阶结构来增加阳极主体、阳极上盖两者结合后的接触面积，进而提高连接牢固以及保证电性配合紧密程度。

优选地，在所述阳极主体的底部中位于所述第一收纳通槽的外围开设有一圈第一密封圈安装槽，所述第一密封圈安装槽中安装有第一密封圈。

本实用新型的所有密封圈优选为聚四氟乙烯或聚氯乙烯材质的密封圈，可以通过氟胶粘合在密封的位置上。本实用新型通过第一密封圈、第二密封圈进一步实现密封腔体结构的密封性。另外，本实用新型的第一密封圈的设置也能起到将阳极主体与阴极下盖之间进行隔离的作用。

本实用新型通过以下技术手段实现解决上述技术问题之二的：一种锂电池耐高温拉曼/X射线衍射原位光谱测试装置，包括阳极主体、阳极上盖、阴极下盖、弹簧、光学片、凸台、加热装置；包括阳极主体、阳极上盖、阴极下盖、弹簧、光学片、凸台；所述阳极主体上开设有上下贯通的第一收纳通槽，所述阳极上盖上开设有上下贯通的窗口，所述光学片安装在所述窗口中，所述阴极下盖的顶部开设有第二收纳通槽；所述阳极上盖、所述阴极下盖分别装配在所述阳极主体的上下两端，并致使所述窗口、第一收纳通槽、第二收纳通槽之间形成密封腔体结构；所述凸台、弹簧均收容在所述密封腔体结构中，所述弹簧的一端与所述第二收纳通槽的内底壁接触、所述弹簧的另一端向所述光学片的位置方向延伸，所述凸台连接在所述弹簧的另一端上，待测试的锂电池样品被限位在所述凸台与所述光学片之间；所述加热装置中的导热元件伸入至所述密封腔体结构中。

启动加热装置中的加热器，接通电源；通过正常的电池测试系统就可以完成待测试的锂电池样品的充放电流程。优选地，在所述阳极主体上开设有加热装置安装腔，所述加热装置包括加热器，所述加热装置中的导热元件为电阻丝，所述加热器收容在所述加热装置安装腔中，所述电阻丝的一端与所述加热器电性连接，所述电阻丝的另一端伸入至所述密封腔体结构中。

优选地，在所述电阻丝通过陶瓷胶与第一收纳通槽胶合。

优选地，包括加热装置包括导电柱、加热器，所述导热元件为电阻丝，在所述阳极主体上开设有绝缘槽，所述电阻丝的一端伸入至所述绝缘槽中，所述电阻丝的另一端伸入至所述密封腔体结构中；所述加热器与导电柱的一端电性连接，所述导电柱的另一端伸入至所述密封腔体结构中且与所述电阻丝电接触。

优选地，在电阻丝通过陶瓷胶与第一收纳通槽胶合。通过陶瓷胶进行加热丝与阳极主体的绝缘以及固定。

本实用新型通过以下技术手段实现解决上述技术问题之三的：

本实用新型的锂电池耐高温拉曼/X射线衍射原位光谱测试装置根据锂电池的基本工作原理，通过现有技术的方式，外部程序控制，调节电池本身的温度，并在此基础上，由融入了XRD和拉曼两种测试的窗口，使得这一装置在进行不同温度条件进行电池充放电的同时，还能够进行诸如XRD和拉曼的在线检测功能。本实用新型将为研究人员研究电池不同温度体系下电极材料、电解液等重要组成部分的微结构变化、相变反应以及在其中发生的各种副反应的动力学机制提供重要的实验数据，为进一步改善电池的安全性能提供重要的保障。具备上述结构的原位光谱测试装置就可以实现电池在不同温度条件下的原位光谱实验测试，如XRD、Raman等。

本实用新型的优点在于(1)通过将阳极主体、阳极上盖、阴极下盖相互盖合，形成一个密封腔体结构，且保证阴极下盖与阳极主体之间存在间隙。将待测试的锂电池样品置于该密封腔体结构的环境中，保证待测试的锂电池样品在测试状态下的封闭性，进而保证测试安全性。(2)由于本实用新型通过弹簧、凸台对待测试的锂电池样品的挤压，使得待测试的锂电池样品紧紧地限位在窗口与凸台之间，实现了对待测试的锂电池样品安装的紧固效果以及保证测试的精确性。本实用新型中待测试的锂电池样品中的电极材料与阳极连接是间接接触或者直接接触；间接接触可以在阳极主体或阳极上盖上连接导电丝，通过导电丝与待测试的锂电池样品接触实现间接接触；直接接触即待测试的锂电池样品直接与阳极主体或阳极上盖接触；也可以在阳极上盖上开设第一电极孔、阴极下盖上开设第二电极孔，在各个电极孔中插入接电柱，其中，第一电极孔中的接电柱与电极材料接触，第二电极孔中的接电柱与锂电池样品中锂片接触。(3)通过将现有技术的加热器与导热元件电性连接，并将导热元件伸入至密封腔体结构中，进而实现对密封腔体结构内部环境温度的调整。本实用新型将夹持装置与温控装置两套装置通过本实用新型的结构进行集成，提高了设备集成效果以及降低操作复杂度。(4)为研究电池不同温度体系下电极材料、电解液等重要组成部分的微结构变化、相变反应以及在其中发生的各种副反应的动力学机制提供重要的实验数据，为进一步改善电池的安全性能提供重要的保障。

附图说明

图1为本实用新型实施例中锂电池耐高温测试用夹持装置的结构示意图。

图2为本实用新型实施例中带有加热装置安装腔的锂电池耐高温测试装置的结构示意图。

图3为本实用新型实施例中带有绝缘槽的锂电池耐高温测试装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

实施例1

如图1所示，本实施例公开一种锂电池耐高温测试用夹持装置，包括阳极主体1、阳极上盖2、阴极下盖3、弹簧4、光学片、凸台6、第一密封圈7。

阳极主体1上开设有上下贯通的第一收纳通槽11，阳极上盖2上开设有上下贯通的窗口21，光学片安装在窗口21中，阴极下盖3的顶部开设有第二收纳通槽31。在阳极主体1的底部中位于第一收纳通槽11的外围开设有一圈第一密封圈7安装槽，第一密封圈7安装槽中安装有第一密封圈7，第一密封圈7的底部露出第一密封圈7安装槽的底部。阳极上盖2、阴极下盖3分别装配在阳极主体1的上下两端，并致使窗口21、第一收纳通槽11、第二收纳通槽31、第一密封圈7之间形成密封腔体结构。

凸台6、弹簧4均收容在密封腔体结构中，弹簧4的底端与第二收纳通槽31的内底壁接触、弹簧4的顶端向光学片的位置方向延伸，凸台6连接在弹簧4的顶端上，待测试的锂电池样品5被夹持在凸台6与光学片之间。

本实用新型通过将阳极上盖2盖合在阳极主体1的顶部，具体可以通过在阳极上盖2、阳极主体1上开设位置相对应的螺纹孔，通过螺栓实现两者之间的紧固，使得阳极上盖2与阳极主体1相接触。此时，光学片与阳极主体1中的第一收纳通槽11相对应。将待测试的锂电池样品5从第一收纳通槽11的底部放置第一收纳通槽11中。然后将凸台6从第一收纳通槽11的底部放置第一收纳通槽11中，使得凸台6的顶部与锂片的底部相抵，再将弹簧4从第一收纳通槽11的底部放置第一收纳通槽11中，保证弹簧4的顶端与凸台6的底部相抵，弹簧4的底端伸出第一收纳通槽11，再将阴极下盖3盖合在阳极主体1的底部，具体可以通过在阴极下盖3、阳极主体1上开设位置相对应的螺纹孔，通过螺栓实现两者之间的紧固。此时，弹簧4的底端抵在阴极下盖3的顶部的第二收纳通槽31的槽底，弹簧4处于压缩状态，而此时待测试的锂电池样品5压在光学片的底部且与阳极上盖2或阳极主体1接触，从而实现待测试的锂电池样品5的紧固、夹持。本实用新型中通过螺栓实现阴极下盖3、阳极主体1两者紧固的螺栓为绝缘螺栓，材质优选为PEEK(聚醚醚酮)。

优选地，本实用新型的锂电池样品包括电极材料、隔膜、锂片，先装入滴加电解液湿润的电极材料、再装隔膜、然后滴加电解液、装入锂片，按照上述顺序实现电极材料、隔膜、锂片依次堆叠。根据具体的测试要求，选择不同的现有技术的电极材料应该在本实用新型的保护范围内。其他现有技术的其他测试用锂电池也应该在本实用新型的保护范围内。

在有些实施例中，本实用新型的阳极主体1、阳极上盖2、阴极下盖3和凸台6、弹簧4等均采用316L不锈钢材质加工成型，这类材质高强度耐腐蚀，同时又具备了导电的功能。

在有些实施例中，本实用新型的窗口21在应用于拉曼原位装置上采用的光学片是光学级石英片，其最大直径为18mm、总厚度为1.3mm；在应用于XRD装置上光学片采用的是直径30mm，厚度0.3mm的铍片。

如图1所示，本实用新型通过将阳极主体1、阳极上盖2、阴极下盖3相互盖合，形成一个密封腔体结构，且保证阴极下盖3与阳极主体1之间存在间隙。将待测试的锂电池样品5置于该密封腔体结构的环境中，保证待测试的锂电池样品5在测试状态下的封闭性，进而保证测试安全性。由于本实用新型通过弹簧4、凸台6对待测试的锂电池样品5的挤压，使得待测试的锂电池样品5紧紧地限位在窗口21与凸台6之间，实现了对待测试的锂电池样品5安装的紧固效果以及保证测试的精确性。本实用新型中待测试的锂电池样品5与阴极接触是间接接触，通过具有导电性能的弹簧4、凸台6依次连接实现。本实用新型中待测试的锂电池样品5与阳极连接是间接接触或者直接接触；间接接触可以在阳极主体1或阳极上盖2上连接导电丝，通过导电丝与待测试的锂电池样品5接触实现间接接触；直接接触即待测试的锂电池样品5直接与阳极主体1或阳极上盖2接触。

本实用新型的阳极主体1、阳极上盖2、阴极下盖3的材质也可以是绝缘材料，可以在阳极上盖上开设第一电极孔、阴极下盖上开设第二电极孔，在各个电极孔中插入接电柱，其中，第一电极孔中的接电柱与电极材料接触，第二电极孔中的接电柱与锂电池样品中锂片接触。

实施例2

如图1所示，本实施例与上述实施例的区别在于：在第一收纳通槽11中套设有绝缘套筒8，绝缘套筒8贯穿第一收纳通槽11的上下两端。优选地，绝缘套筒8的顶部与第一收纳通槽11的顶部齐平、绝缘套筒8的底部与第一收纳通槽11的底部齐平。绝缘套筒8的材质优选为聚四氟乙烯或者氟胶垫圈。

实施例3

如图1所示，本实施例与上述实施例的区别在于：阳极主体1的顶部中位于第一收纳通槽11的外围、阳极上盖2的底部中位于窗口21的外围分别开设有相互配合的第一台阶结构12、第二台阶结构22。

本实用新型通过在阳极主体1上设置第一台阶结构12、阳极上盖2上设置第二台阶结构22来增加阳极主体1、阳极上盖2两者结合后的接触面积，进而提高连接牢固以及保证电性配合紧密程度。

实施例4

如图1所示，本实施例与上述实施例的区别在于：在第一台阶结构12上开设有一圈第二密封圈安装槽，第二密封圈安装槽中安装有第二密封圈9。

本实用新型的所有密封圈优选为聚四氟乙烯或聚氯乙烯材质的密封圈，可以通过氟胶粘合在密封的位置上。本实用新型通过第一密封圈7、第二密封圈9进一步实现密封腔体结构的密封性。另外，本实用新型的第一密封圈7的设置也能起到将阳极主体1与阴极下盖3之间进行隔离的作用。

实施例5

如图2所示，本实施例公开一种锂电池耐高温测试装置，包括阳极主体1、阳极上盖2、阴极下盖3、弹簧4、光学片、凸台6、第一密封圈7、加热装置10。

阳极主体1上开设有上下贯通的第一收纳通槽11，阳极上盖2上开设有上下贯通的窗口21，光学片安装在窗口21中，阴极下盖3的顶部开设有第二收纳通槽31。在阳极主体1的底部中位于第一收纳通槽11的外围开设有一圈第一密封圈7安装槽，第一密封圈7安装槽中安装有第一密封圈7，第一密封圈7的底部露出第一密封圈7安装槽的底部。阳极上盖2、阴极下盖3分别装配在阳极主体1的上下两端，并致使窗口21、第一收纳通槽11、第二收纳通槽31、第一密封圈7之间形成密封腔体结构。

凸台6、绝缘套筒8、弹簧4均收容在密封腔体结构中，弹簧4的底端与第二收纳通槽31的内底壁接触、弹簧4的顶端向光学片的位置方向延伸，凸台6连接在弹簧4的顶端上，待测试的锂电池样品5被夹持在凸台6与光学片之间。加热装置10中的导热元件101伸入至密封腔体结构中。

本实用新型通过将阳极上盖2盖合在阳极主体1的顶部，具体可以通过在阳极上盖2、阳极主体1上开设位置相对应的螺纹孔，通过螺栓实现两者之间的紧固，使得阳极上盖2与阳极主体1相接触。此时，光学片与阳极主体1中的第一收纳通槽11相对应。将待测试的锂电池样品5从第一收纳通槽11的底部放置第一收纳通槽11中。本实用新型的锂电池样品包括电极材料、隔膜、锂片，先装入滴加电解液湿润的电极材料、再装隔膜、然后滴加电解液、装入锂片，按照上述顺序实现电极材料、隔膜、锂片依次堆叠。。然后将凸台6从第一收纳通槽11的底部放置第一收纳通槽11中，使得凸台6的顶部与锂片的底部相抵，再将弹簧4从第一收纳通槽11的底部放置第一收纳通槽11中，保证弹簧4的顶端与凸台6的底部相抵，弹簧4的底端伸出第一收纳通槽11，再将阴极下盖3盖合在阳极主体1的底部，具体可以通过在阴极下盖3、阳极主体1上开设位置相对应的螺纹孔，通过螺栓实现两者之间的紧固。此时，弹簧4的底端抵在阴极下盖3的顶部的第二收纳通槽31的槽底，弹簧4处于压缩状态，而此时待测试的锂电池样品5压在光学片的底部且与阳极上盖2或阳极主体1接触，从而实现待测试的锂电池样品5的紧固、夹持。本实用新型中通过螺栓实现阴极下盖3、阳极主体1两者紧固的螺栓为绝缘螺栓，材质优选为PEEK(聚醚醚酮)。启动加热装置10中的加热器102，接通电源；通过正常的电池测试系统就可以完成待测试的锂电池样品5的充放电流程。

本实用新型通过将现有技术的加热器102与导热元件101电性连接，并将导热元件101伸入至密封腔体结构中，进而实现对密封腔体结构内部环境温度的调整。本实用新型将夹持装置与温控装置两套装置通过本实用新型的结构进行集成，提高了设备集成效果以及降低操作复杂度。

本实用新型采用的加热器102为现有技术，如申请号为200610136028.3的温度调节用加热器102、申请号为201420077967.5的可调节温度的半导体加热器102，其他现有技术的具有调节温度功能的加热器102也应该在本实用新型的保护范围内。

进一步，优选地，上述过程均在带有氩气保护的手套箱中完成，通过现有技术的方式，对阳极主体1或者阳极上盖2、阴极下盖3接通外界电路，如现有技术的充电装置、放电装置，检查各种部件的线路，并确保连接良好，确认密封没有问题后从手套箱中取出，放置在光学载物台上，以及在这一过程中的对待测试的锂电池样品5光学测试。

因此，本实用新型实现了除了对锂离子电池、还能对钠离子电池等二次电池电极材料在不同温度环境下的X射线衍射测试和拉曼测试。本实用新型不仅匹配了实验室相应的X射线衍射仪和拉曼光谱仪，也同时保证了锂离子电池、钠离子电池等二次电池电极材料在正常充放电的情况下，可以直接在X射线衍射仪和拉曼光谱仪上进行物相鉴别。

实施例6

如图2-3所示，本实施例与上述实施例的区别在于：在阳极主体1上开设有加热装置安装腔，加热装置10包括加热器102，加热装置10中的导热元件101为电阻丝，加热器102收容在加热装置安装腔中，电阻丝的一端与加热器102电性连接，电阻丝的另一端伸入至密封腔体结构中。优选地，加热装置安装腔中套设后者涂覆有一层绝缘层，如聚四氟乙烯层或者聚氯乙烯层。电阻丝的另一端优选伸入至密封腔体结构中凸台6与光学片之间的区域，在凸台的上端与密封腔体结构的内侧壁之间设置有第三密封圈，第三密封圈具体套设在凸台的上端。

实施例7

如图3所示，本实施例与上述实施例的区别在于：包括加热装置10包括导电柱103、加热器102，导热元件101为电阻丝，在阳极主体1上开设有绝缘槽，电阻丝的一端伸入至绝缘槽中，电阻丝的另一端伸入至密封腔体结构中。加热器102与导电柱103的一端电性连接，导电柱103的另一端伸入至密封腔体结构中且与电阻丝电接触。绝缘槽通过在槽体中涂覆有一层绝缘层如聚四氟乙烯层或者聚氯乙烯层实现。

本实施例公开一种外接快插式加热的方式，通过将导电柱103的一端与现有技术的加热器102电性连接，导电柱103的另一端插入至绝缘槽中并与电阻丝接触，启动加热器102，实现对电阻丝的加热，实现对密封腔体结构的加热。

实施例8

本实施例与上述实施例的区别在于：在电阻丝通过陶瓷胶与第一收纳通槽11胶合。通过陶瓷胶进行加热丝与阳极主体1的绝缘以及固定。

上述各个实施例的锂电池耐高温测试装置提供了一种能够对锂离子电池、钠离子电池等二次电池进行温度调控、并在充放电过程中实现原位XRD和拉曼数据获取。

本实用新型的锂电池耐高温测试装置具有两大优势：首先，该测试装置能够进行自主加热，并通过温度控制系统对电池内部的温度进行有效控制，控制精度最高可达0.5℃；其次，在具有温度控制和正常实施电化学反应的过程中，对电极材料、电解液等电池重要组成部分实现原位XRD和拉曼光谱数据的在线检测和记录，这将为研究人员研究温度体系下电池安全性能的影响因素做出重要的实验数据支撑，为其构建安全模型，提升电池的安全性能，改进电极材料、电解液等多个方面做出重要贡献。该装置不仅匹配了实验室相应的X射线衍射仪和拉曼光谱仪，也同时保证了锂离子电池、钠离子电池等二次电池电极材料在正常充放电的情况下，可以直接在X射线衍射仪和拉曼光谱仪上进行物相鉴别。

需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种锂电池耐高温拉曼/X射线衍射原位光谱测试装置，其特征在于，包括阳极主体、阳极上盖、阴极下盖、弹簧、光学片、凸台、加热装置；所述阳极主体上开设有上下贯通的第一收纳通槽，所述阳极上盖上开设有上下贯通的窗口，所述光学片安装在所述窗口中，所述阴极下盖的顶部开设有第二收纳通槽；所述阳极上盖、所述阴极下盖分别装配在所述阳极主体的上下两端，并致使所述窗口、第一收纳通槽、第二收纳通槽之间形成密封腔体结构；所述凸台、弹簧均收容在所述密封腔体结构中，所述弹簧的一端与所述第二收纳通槽的内底壁接触、所述弹簧的另一端向所述光学片的位置方向延伸，所述凸台连接在所述弹簧的另一端上，待测试的锂电池样品被限位在所述凸台与所述光学片之间；所述加热装置中的导热元件伸入至所述密封腔体结构中。

2.根据权利要求1所述的锂电池耐高温拉曼/X射线衍射原位光谱测试装置，其特征在于，在所述阳极主体上开设有加热装置安装腔，所述加热装置包括加热器，所述加热装置中的导热元件为电阻丝，所述加热器收容在所述加热装置安装腔中，所述电阻丝的一端与所述加热器电性连接，所述电阻丝的另一端伸入至所述密封腔体结构中。

3.根据权利要求2所述的锂电池耐高温拉曼/X射线衍射原位光谱测试装置，其特征在于，所述电阻丝通过陶瓷胶与第一收纳通槽胶合。

4.根据权利要求2所述的锂电池耐高温拉曼/X射线衍射原位光谱测试装置，其特征在于，包括加热装置包括导电柱、加热器，所述导热元件为电阻丝，在所述阳极主体上开设有绝缘槽，所述电阻丝的一端伸入至所述绝缘槽中，所述电阻丝的另一端伸入至所述密封腔体结构中；所述加热器与导电柱的一端电性连接，所述导电柱的另一端伸入至所述密封腔体结构中且与所述电阻丝电接触。

5.根据权利要求1所述的锂电池耐高温拉曼/X射线衍射原位光谱测试装置，其特征在于，在所述第一收纳通槽中套设有绝缘套筒，所述绝缘套筒贯穿所述第一收纳通槽的上下两端。

6.根据权利要求1所述的锂电池耐高温拉曼/X射线衍射原位光谱测试装置，其特征在于，所述阳极主体的顶部中位于所述第一收纳通槽的外围、所述阳极上盖的底部中位于窗口的外围分别开设有相互配合的第一台阶结构、第二台阶结构。

7.根据权利要求1所述的锂电池耐高温拉曼/X射线衍射原位光谱测试装置，其特征在于，在所述阳极主体的底部中位于所述第一收纳通槽的外围开设有一圈第一密封圈安装槽，所述第一密封圈安装槽中安装有第一密封圈。

8.根据权利要求1所述的锂电池耐高温拉曼/X射线衍射原位光谱测试装置，其特征在于，所述阳极主体、阳极上盖、阴极下盖三者之间通过螺栓螺纹连接。

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