CN212568550U - 一种应用于碱金属-气体电池电化学原位x射线衍射模具 - Google Patents
一种应用于碱金属-气体电池电化学原位x射线衍射模具 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供了一种应用于碱金属‑气体电池电化学原位X射线衍射模具，包括正极盖板和负极盖板，所述正极盖板套在负极盖板的一端的外侧，所述正极盖板与负极盖板之间形成用于放置电池材料的电池腔，所述正极盖板与负极盖板之间设有用于防止电池短路的绝缘套；所述正极盖板的上方设有气体舱体，所述气体舱体与正极盖板之间形成用于填充气体的气体腔，所述正极盖板上开设有用透光孔，所述电池腔与气体腔通过透光孔相连通；所述气体舱体上开设有光窗，所述光窗上覆盖有用于将光窗密封的透光膜。本实用新型所述的衍射模具，采用上部通气结构，上部气体舱采用独特拱形的侧面密封方式，保证电池上部有足够的气压，同时不受到环境气体的影响。
Description
技术领域
本实用新型属于电池测试模具领域，尤其是涉及一种应用于碱金属-气体电池电化学原位X射线衍射模具。
背景技术
有机电解液体系碱金属-气体电池以电极电位较负的金属作负极，以空气中的氧或纯氧作正极的活性物质，其包括：锂-空气/氧气/二氧化碳/氮气电池；钠-空气/氧气/二氧化碳电池；钾-空气/氧气/二氧化碳电池；镁-空气/氧气/二氧化碳电池。这类电池因为其比能量较高，价格便宜，性能稳定，而备受青睐。而现有的碱金属-气体电池电化学原位X射线衍射模具大都采用内部通气结构，负极材料与气体接触容易出现爆炸，危险系数高。且气体舱结构简单，密封性差，不能提供足够的气压。
发明内容
有鉴于此，本实用新型旨在提出一种应用于碱金属-气体电池电化学原位X射线衍射模具，以保证电池上部有足够的气压，同时不受到环境气体的影响。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种应用于碱金属-气体电池电化学原位X射线衍射模具，包括正极盖板和负极盖板，所述正极盖板套在负极盖板的一端的外侧，所述正极盖板与负极盖板之间形成用于放置电池材料的电池腔，所述正极盖板与负极盖板之间设有用于防止电池短路的绝缘套；
所述正极盖板的上方设有气体舱体，所述气体舱体与正极盖板之间形成用于填充气体的气体腔，所述正极盖板上开设有用透光孔，所述电池腔与气体腔通过透光孔相连通；
所述气体舱体上开设有光窗，所述光窗上覆盖有用于将光窗密封的透光膜。
进一步的，所述气体舱体为拱形结构。
进一步的，所述透光膜的四周设有密封条。
进一步的，所述负极盖板的底部设有底板，所述底板与正极盖板固定连接，所述负极盖板与底板之间设有用于顶紧负极盖板的弹簧。
进一步的，所述气体舱体与正极盖板之间以及正极盖板与底板之间均设有若干的密封圈。
进一步的，所述透光膜的材质为超薄Kapton膜和超薄麦拉膜其中的一种。
进一步的，所述超薄Kapton膜的厚度为15um。
进一步的，所述气体腔的一侧还设有气体进口和气体出口。
进一步的，所述模具的高度范围为30-42mm。
优选的，所述模具的高度为38mm。
相对于现有技术，本实用新型所述的一种应用于碱金属-气体电池电化学原位X射线衍射模具具有以下优势：
(1)本实用新型所述的一种应用于碱金属-气体电池电化学原位X射线衍射模具，采用上部通气结构，使电池正极材料与气体充分接触，保证反应充分；上部气体舱采用独特拱形的侧面密封方式，保证电池上部有足够的气压，同时不受到环境气体的影响。
(2)本实用新型所述的一种应用于碱金属-气体电池电化学原位X射线衍射模具，负极盖板与底板之间设有用于顶紧负极盖板的弹簧，能有效调节电池内部厚度，确保电极接触良好。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为本实用新型实施例所述的模具的结构示意图；
图2为本实用新型实施例所述的模具的剖视图；
图3为本实用新型实施例所述的气体舱体的结构示意图；
图4为本实用新型实施例所述的密封条的结构示意图。
附图标记说明：
1、正极盖板；11、电池腔；12、透光孔；2、负极盖板；3、绝缘套；4、气体舱体；41、气体腔；42、光窗；421、密封条；5、底板。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
如图1-4所示，一种应用于碱金属-气体电池电化学原位X射线衍射模具，包括正极盖板1和负极盖板2，所述正极盖板1套在负极盖板2的一端的外侧，所述正极盖板1与负极盖板2之间形成用于放置电池材料的电池腔11，所述正极盖板1与负极盖板2之间设有用于防止电池短路的绝缘套3；绝缘套3采用聚四氟乙烯，一方面密封电池与光窗42之间的缝隙保证绝缘性，另一方面，耐酸碱有机溶剂附属，耐高温，使用寿命较长。
所述正极盖板1的上方设有气体舱体4，所述气体舱体4与正极盖板1之间形成用于填充气体的气体腔41，所述正极盖板1上开设有用透光孔12，所述电池腔11与气体腔41通过透光孔12相连通；所述气体舱体4与正极盖板1通过螺丝固定连接。
所述气体舱体4上开设有光窗42，所述光窗42上覆盖有用于将光窗42密封的透光膜。采用上部通气结构，使电池正极材料与气体充分接触，保证反应充分；上部气体舱采用独特拱形的侧面密封方式，保证电池上部有足够的气压，同时不受到环境气体的影响。
所述气体舱体4为拱形结构。拱形气体腔41的设计，既保证了气体的供给，又不影响X射线信号。
所述透光膜的四周设有密封条421。进而保证气体腔41的气压和密封性。
所述负极盖板2的底部设有底板5，所述底板5与正极盖板1固定连接，所述负极盖板2与底板5之间设有用于顶紧负极盖板2的弹簧。弹簧能有效调节电池内部厚度，确保电极接触良好。
所述气体舱体4与正极盖板1之间以及正极盖板1与底板5之间均设有若干的密封圈。双O圈设计，使得产品具有良好的密封性能以及绝缘性能。
所述透光膜的材质为超薄Kapton膜和超薄麦拉膜其中的一种。进而能避免有害的Be窗口点蚀。
优选的，所述超薄Kapton膜的厚度为15um。使用15um Kapton膜作为集流体，导电性好，X射线穿透率高。
所述气体腔41的一侧还设有气体进口和气体出口。气体进口和气体出口可配多种阀门，实现气体转换，流量控制。
所述模具的高度范围为30-42mm。优选的，所述模具的高度为38mm。该模具操作简便、体积小巧、方便拆装，外径为60mm，电池厚度仅有20mm，带窗高度38mm。模具高度如果大于50mm体积笨重，不适合衍射仪高度和实际操作，小于30mm电池顶部气体压力不足，不能保证气体供给。
工作原理：
按照碳纸(催化材料)、隔膜、电解液、金属锂的顺序依次向正极盖板1的内部装电池材料，然后加上绝缘套3及负极盖板2，拧紧螺丝，将正极盖板1与底板5固定连接，使弹簧顶紧负极盖板2，进而将电池固定。将电池正置，贴上透光膜，并用密封条421密封。即可将模具与测试设备连接，开始测试。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种应用于碱金属-气体电池电化学原位X射线衍射模具，其特征在于：包括正极盖板和负极盖板，所述正极盖板套在负极盖板的一端的外侧，所述正极盖板与负极盖板之间形成用于放置电池材料的电池腔，所述正极盖板与负极盖板之间设有用于防止电池短路的绝缘套；
所述正极盖板的上方设有气体舱体，所述气体舱体与正极盖板之间形成用于填充气体的气体腔，所述正极盖板上开设有用透光孔，所述电池腔与气体腔通过透光孔相连通；
所述气体舱体上开设有光窗，所述光窗上覆盖有用于将光窗密封的透光膜。
2.根据权利要求1所述的一种应用于碱金属-气体电池电化学原位X射线衍射模具，其特征在于：所述气体舱体为拱形结构。
3.根据权利要求2所述的一种应用于碱金属-气体电池电化学原位X射线衍射模具，其特征在于：所述透光膜的四周设有密封条。
4.根据权利要求1所述的一种应用于碱金属-气体电池电化学原位X射线衍射模具，其特征在于：所述负极盖板的底部设有底板，所述底板与正极盖板固定连接，所述负极盖板与底板之间设有用于顶紧负极盖板的弹簧。
5.根据权利要求4所述的一种应用于碱金属-气体电池电化学原位X射线衍射模具，其特征在于：所述气体舱体与正极盖板之间以及正极盖板与底板之间均设有若干的密封圈。
6.根据权利要求1所述的一种应用于碱金属-气体电池电化学原位X射线衍射模具，其特征在于：所述透光膜的材质为超薄Kapton膜和超薄麦拉膜其中的一种。
7.根据权利要求6所述的一种应用于碱金属-气体电池电化学原位X射线衍射模具，其特征在于：所述超薄Kapton膜的厚度为15um。
8.根据权利要求1所述的一种应用于碱金属-气体电池电化学原位X射线衍射模具，其特征在于：所述气体腔的一侧还设有气体进口和气体出口。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种应用于碱金属-气体电池电化学原位X射线衍射模具，其特征在于：所述模具的高度范围为30-42mm。
10.根据权利要求1-8任意一项所述的一种应用于碱金属-气体电池电化学原位X射线衍射模具，其特征在于：所述模具的高度为38mm。
Priority Applications (1)
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| CN202021404742.8U CN212568550U (zh) | 2020-07-16 | 2020-07-16 | 一种应用于碱金属-气体电池电化学原位x射线衍射模具 |
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| CN114047207A (zh) * | 2021-10-26 | 2022-02-15 | 中山大学 | 用于原位研究激光熔覆过程的装置 |
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