CN217007074U - 电池x射线衍射测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池X射线衍射测试装置，所述电池X射线衍射测试装置包括基座、连接件和密封盖，基座内具有测试槽，测试槽用于盛放测试样本，连接件的一端与基座相连，且连接件至少部分伸入测试槽内，密封盖与连接件相连，密封盖至少部分伸入连接件内以将测试槽密封。本实用新型的电池X射线衍射测试装置，能够提高测试装置的密封性，使集流体电极之间的接触更加均匀保证电化学反应更完全。

Description

电池X射线衍射测试装置

技术领域

本实用新型涉及电池测量技术领域，具体涉及一种电池X射线衍射测试装置。

背景技术

锂电材料是目前非常重要的电池原材料之一，锂电材料的开发是近年来非常重要的研究方向，X射线衍射是锂电池材料研究不可缺少的重要手段。利用XRD(X射线衍射)可以对电池材料在充放电循环过程中的物相和结构进行实时的观察，避免了静态和准静态测量对实验结果造成的偏差。

实用新型内容

本实用新型是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：

据申请人所知：X射线衍射仪原位电池附件，包括上顶盖、下顶盖、中心螺栓、铍窗、中心腔体绝缘件、负极导电密封件、中心电极和中心绝缘体，中心螺栓的上端安装在第二螺纹孔内，铍窗安装在第二螺纹孔的孔底上，铍窗封闭第二通孔，中心腔体绝缘件安装在中心螺栓的通孔内，中心腔体绝缘件的上端与铍窗接触，负极导电密封件安装在中心腔体绝缘件的内腔中，中心绝缘体固定安装在第一通孔上，中心电极固定安装在中心绝缘体的通孔内，中心电极的上端与负极导电密封件连接。然而，本申请的发明人研究发现，该相关技术中的X射线衍射仪原位电池附件压密性不好，电池材料和集电体电极的接触不够好，影响导电性，继而影响电池材料的相变过程。

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的实施例提出一种电池X射线衍射测试装置，能够提高测试装置的密封性，使集流体电极之间的接触更加均匀保证电化学反应更完全。

本实用新型实施例的电池X射线衍射测试装置，包括：基座，所述基座内具有测试槽，所述测试槽用于盛放测试样本；连接件，所述连接件的一端与所述基座相连，且所述连接件至少部分伸入所述测试槽内；密封盖，所述密封盖与所述连接件相连，所述密封盖至少部分伸入所述连接件内以将所述测试槽密封。

本实用新型实施例的电池X射线衍射测试装置，能够提高测试装置的密封性，使集流体电极之间的接触更加均匀保证电化学反应更完全。

在一些实施例中，所述测试槽包括第一段和第二段，所述第一段和第二段在所述基座的高度方向上依次布置，所述第一段和所述第二段相互连通，且所述第一段相对于所述第二段邻近所述密封盖布置，所述第二段用于盛放所述测试样本。

在一些实施例中，所述基座上还设有观察窗，所述观察窗包括观察口和光学片，所述观察口的一端与所述第二段连通，所述观察口的另一端与外界连通，所述观察口设在远离所述第一段的一端，所述光学片设在所述第二段内，且所述光学片覆盖所述观察口。

在一些实施例中，所述电池X射线衍射测试装置还包括正极集流体、隔膜和负极集流体，所述正极集流体、隔膜和负极集流体分别设在所述第二段内，所述正极集流体、隔膜和负极集流体均位于所述光学片的上方，且所述正极集流体、隔膜和负极集流体在所述基座的高度方向上沿所述观察口向第一段的方向上依次布置。

在一些实施例中，所述正极集流体和负极集流体中至少一个为多孔或网状集流体。

在一些实施例中，所述电池X射线衍射测试装置还包括导电压片，所述导电压片设在所述测试槽内，且所述导电压片设在所述负极集流体的上方。

在一些实施例中，所述电池X射线衍射测试装置还包括弹性件，所述弹性件设在所述测试槽内，且所述弹性件的一端与导电压片抵接，所述弹性件的另一端与所述密封盖伸入所述连接件的一端抵接。

在一些实施例中，所述电池X射线衍射测试装置还包括导电环，所述导电环设在所述第二段内，且所述导电环与所述光学片相接触。

在一些实施例中，所述第一段的内壁面设有第一内螺纹，所述连接件的外壁面设有与所述第一内螺纹相配合的第一外螺纹，所述连接件上设有第一通孔，所述第一通孔沿所述基座的高度方向贯通所述连接件，所述第一通孔内设有第二内螺纹，所述密封盖包括盖体和连接部，所述连接部的外壁面设有与所述第二内螺纹相配合的第二外螺纹。

在一些实施例中，所述连接件的外壁面和所述连接部的外壁面上均包覆有密封层；和/或，所述基座上设有引线孔，所述引线孔适于与导线相连。

附图说明

图1是本实用新型实施例的电池X射线衍射测试装置的剖视示意图。

图2是本实用新型实施例的基座的剖视示意图。

图3是图2中所示基座的俯视示意图。

图4是本实用新型实施例的连接件的剖视示意图。

图5是本实用新型实施例的密封盖的剖视示意图。

附图标记：

基座1，测试槽11，第一段111，第二段112，观察窗12，观察口121，光学片122，

连接件2，第一通孔201，

密封盖3，盖体31，连接部32，

正极集流体4，隔膜5，负极集流体6，弹性件7，导电环8，引线孔9。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型实施例的电池X射线衍射测试装置包括基座1、连接件2和密封盖3。

基座1内具有测试槽11，测试槽11用于盛放测试样本。

具体地，如图2所示，测试槽11沿上下方向延伸，且测试槽11在上下方向贯通基座1。测试槽11的横截面的外轮廓为圆形，即测试槽11为圆形槽。

需要说明的是，基座1的材料为不锈钢，可以理解的是，基座1的材料还可以是其他导电金属。

连接件2的一端与基座1相连，且连接件2至少部分伸入测试槽11内。

具体地，如图1所示，连接件2为圆筒形，连接件2的内部设有沿上下方向贯通连接件2的通孔，连接件2的下端伸入测试槽11内，连接件2的上端至少部分伸出测试槽11。需要说明的是，连接件2的材料为非导电材料，具体地，连接件2的材料为聚四氟乙烯。

密封盖3与连接件2相连，密封盖3至少部分伸入连接件2内以将测试槽11密封。

具体地，如图1所示，密封盖3的下端伸入连接件2内。

本实用新型实施例的电池X射线衍射测试装置，设置有连接件2和密封盖3，利用连接件2和密封盖3能够对测试槽11进行双重密封，提高测试装置的密封性，连接件2的下端伸入测试槽11内，连接件2的下端能够压紧集流体电极，密封盖3的下端伸入连接件2内，利用密封盖3的下端进一步压紧集流体电极，从而使集流体电极之间的接触更加均匀保证电化学反应更完全，进而能够得到更详细的相变过程。

在一些实施例中，测试槽包括第一段111和第二段112，第一段111和第二段112在基座1的高度方向上依次布置，第一段111和第二段112相互连通，且第一段111相对于第二段112邻近密封盖3布置，第二段112用于盛放测试样本。

具体地，如图2所示，第一段111设在第二段112的上方，第一段111和第二段112相互连通，当连接件2与基座1装配后，连接件2的下端面与第一段111的下端大体平齐或者连接件2的下端伸入第二段112内。可以理解的是，连接件2的下端伸入测试槽11内的深度与测试样本的在上下方向上的尺寸有关，当测试样本在上下方向上的尺寸较大时，则连接件2下端伸入测试槽11内的深度较小，反之，当测试赝本在上下方向上的尺寸较小时，则连接件2下端伸入测试槽11内的深度较大。

本实用新型实施例的电池X射线衍射测试装置，设置有第一段111和第二段112，第一段111能够配合连接件2调整对第二段112内测试样本的压紧力，从而既能保证连接件2对测试样本的压紧，提高压密性，还避免了过度压紧导致测试样本破碎或出现损伤。

在一些实施例中，基座1上还设有观察窗12，观察窗12包括观察口121和光学片122，观察口121的一端与第二段112连通，观察口121的另一端与外界连通，观察口121设在远离第一段111的一端，光学片122设在第二段112内，且光学片122覆盖观察口121。

需要说明的是，光学片122为铍片，观察口121为圆形孔，光学片122的外轮廓为圆形，光学片122的直径大于或等于观察口121的直径，具体地，观察口121的直径为A，且10mm≤A≤20mm，光学片122的直径为B，且15mm≤A≤20mm。可以理解的是，观察口121的直径A可以为10mm、12mm、15mm、17mm、19mm、20mm。光学片122的直径B可以为15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、20mm。光学片122的厚度为C，且0.1mm≤C≤0.5mm。可以理解的是，光学片122的厚度C可以为0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm。

具体地，如图2所示，观察窗12设在基座1的下端，观察口121的上端连通第二段112，观察口121的下端连通外界，光学片122设在第二段112内，需要说明的是，第二段112的横截面的外轮廓为与圆形，这里需要说明的是，光学片122的下端面均匀涂抹有导电胶，且光学片122粘贴第二段112内。光学片122设在观察口121的正上方，且光学片122完全覆盖观察口121。

本实用新型实施例的电池X射线衍射测试装置，设有观察口121和光学片122，观察口121便于X射线摄入第二段112内，从而对测试样本进行X射线衍射分析，光学片122能够提高X射线的透过率，且光学片122与测试样本之间衍射峰无重叠，提高分析数据的准确性。光学片122下端面涂抹导电胶，不仅能够保证光学片122稳定的与基座1相连，还能够提高测试装置的密封性。

在一些实施例中，电池X射线衍射测试装置还包括正极集流体4、隔膜5和负极集流体6，正极集流体4、隔膜5和负极集流体6分别设在第二段112内，正极集流体4、隔膜5和负极集流体6均位于光学片122的上方，且正极集流体4、隔膜5和负极集流体6在基座1的高度方向上沿观察口121向第一段111的方向上依次布置。

具体地，如图1所示，正极集流体4的下端面与光学片122的上端面相接触，隔膜5设在正极集流体4和负极集流体6之间，隔膜5的下端面与正极集流体4的上端面相接触，隔膜5的上端面与负极集流体6的下端面相接触。

需要说明的是，正极集流体4的材料可以为铝箔或铜箔，负极集流体6的材料为锂片。正极集流体4、隔膜5和负极集流体6的直径大体等于第二段112的内径。

需要说明的是，正极集流体4适于涂抹待测试的活性材料，活性材料均由的涂抹或粘贴在正极集流体4的上端面。

在一些实施例中，正极集流体4和负极集流体6中至少一个为多孔或网状集流体。

需要说明的是，正极集流体4为多孔或网状集流体、负极集流体6为多孔或网状集流体或正极集流体4和负极集流体6均为多孔或网状集流体。

多孔或网状集流体是指集流体上设有多个网格或通孔，且多孔或网状集流体的面积占整个集流体面积的30％-60％。

本实用新型实施例的电池X射线衍射测试装置，能够使涂抹在正极集流体4上的活性材料电化学反应更充分，从而使分析数据更加准确。

在一些实施例中，电池X射线衍射测试装置还包括导电压片，导电压片设在测试槽11内，且导电压片设在负极集流体6的上方。

具体地，如图1所示，导电压片的下端面与负极集流体6的上端面相接触，导电压片的直径大体等于第二段112的内径，且导电压片的直径与负极集流体6的直径相同。需要说明的是，导电压片的材料可以为钢，可以理解的是，导电压片的材料还可以是其他导电金属。

本实用新型实施例的电池X射线衍射测试装置，设置有导电压片，导电压片配合连接件2能够使正极集流体4、隔膜5和负极集流体6之间接触的更加均匀，保证待测试活性材料电化学反应的均匀性和完整性，从而使分析数据更加准确。

在一些实施例中，电池X射线衍射测试装置还包括弹性件7，弹性件7设在测试槽11内，且弹性件7的一端与导电压片抵接，弹性件7的另一端与密封盖3伸入连接件2的一端抵接。

具体地，如图1所示，弹性件7的上端与密封盖3的下端相抵接，弹性件7的下端与导流压片抵接，弹性件7设在测试槽11内，需要说明的是，弹性件7可以为弹片或弹簧，且弹性件7的材料为导电材料。

本实用新型实施例的电池X射线衍射测试装置，设置有弹性件7，能够产生压缩回弹力，并配合导电压片使正极集流体4、隔膜5和负极集流体6之间接触的更加紧密，提高压密性和分析数据的准确性。

在一些实施例中，电池X射线衍射测试装置还包括导电环8，导电环8设在第二段112内，且导电环8与光学片122相接触。

需要说明的是，导电环8的轴线与光学片122的轴线共轴布置，即导电环8的轴线和光学片122的轴线位于同一直线上。

具体地，如图1所示，导电环8为环状，导电环8的外径与第二段112的内径相同，导电环8的内径与光学片122的直径相同。光学片122设在导电环8外侧，且导电环8的下端面与第二段112的底部接触，导电环8的内环的内侧面与光学片122的外周面相接触。

可以理解的是，导电环8还可设在光学片122的下方，即导电环8的上端面与光学片122的下端面相接触。

本实用新型实施例的电池X射线衍射测试装置，设置有导电环8，能够提高正极集流体4与测试装置之间的导电性，从而提高涂抹在正极集流体4上的活性材料与测试装置之间的导电性，提高分析数据的准确性。

在一些实施例中，第一段111的内壁面设有第一内螺纹，连接件2的外壁面设有与第一内螺纹相配合的第一外螺纹，连接件2上设有第一通孔201，第一通孔201沿基座1的高度方向贯通连接件2，第一通孔201内设有第二内螺纹，密封盖3包括盖体31和连接部32，连接部32的外壁面设有与第二内螺纹相配合的第二外螺纹。

具体地，如图1和图5所示，第一段111内壁面的第一内螺纹与连接件2外壁面的第一外螺纹相啮合，连接部32外壁面的第二外螺纹与第一通孔201内壁面的第二内螺纹相啮合，即连接件2与基座1通过螺纹连接，增加连接件2与基座1之间的密封性，密封盖3与连接件2通过螺纹连接，增加密封盖3与连接件2之间的密封性，从而提高整个测试装置的密封性和分析数据的准确性。

在一些实施例中，连接件2的外壁面和连接部32的外壁面上均包覆有密封层(未示出)。

需要说明的是，密封层可以为生料带，即在连接件2的外壁面和连接部32的外壁面均匀包覆生料带。当连接件2与基座1装配后，在连接件2与基座1的连接处涂抹密封胶进行二次密封。

本实用新型实施例的电池X射线衍射测试装置，在连接件2的外壁面和连接部32的外壁面包裹密封层，能够提高连接件2与基座1之间以及密封盖3与连接件2之间的密封性，当连接件2与基座1装配后以及密封盖3与连接件2装配后，在连接件2与基座1的连接处以及在密封盖3和连接件2的连接处均涂抹密封胶，能够对连接件2和基座1之间进行二次密封，进一步提高测试装置的密封性，从而提高测试装置分析数据的准确性。

在一些实施例中，基座1上设有引线孔9，引线孔9适于与导线相连。

具体地，如图3所示，引线孔9沿上下方向贯通基座1，导线至少部分穿入引线孔9内，需要说明的是，导线为正极导线。

本实用新型实施例的电池X射线衍射测试装置，设置有引线孔9，从而能够便捷且稳定的与导线相连，提高测试装置运行的稳定性。

下面参照1至图5描述本实用新型实施例的电池X射线衍射测试装置的运行。

测试开始前，将待测试的活性材料与有机溶剂混合后调制成泥状，并均匀涂抹在正极集流体4上。

随后组装测试装置，首先将导电环8的下端面均匀涂抹导电胶，将导电环8粘贴至第二段112的内底面，随后在光学片122的下端面均匀涂抹导电胶，并将光学片122粘贴至导电环8的内环内，且光学片122的外周面与导电环8的内环面相接触，随后在连接件2的外壁面和连接部32的外壁面缠绕包裹生料带，待完成生料带包裹后，将测试装置移动至手套箱内进行组装。

首先将涂抹有待测试活性材料的正极集流体4放入测试槽11内，且正极集流体4的下端面与光学片122上端面相接触，随后依次向测试槽11内放置隔膜5、负极集流体6、压片和弹性件7，需要说明的是，隔膜5的上端面与负极集流体6的下端面相接触，隔膜5的下端面与正极集流体4的上端面相接触，负极集流体6的上端面与压片的下端面相接触，压片的上端面与弹性件7的下端相接触，随后向测试槽11内滴入电解液润湿正极集流体4、隔膜5和负极集流体6。

最后将连接件2与基座1连接，并在连接件2与基座1的连接处涂抹密封胶，将密封盖3与连接件2连接，在密封盖3与连接件2的连接处涂抹密封胶，当连接件2与基座1连接且密封盖3与连接件2连接后，连接件2的下端面与压片的上端面相接触，密封盖3的连接部32的下端面与弹簧的上端抵接，从而压实正极集流体4、隔膜5和负极集流体6，使正极集流体4、隔膜5和负极集流体6接触的更加紧密。

将电化学设备的正极导线与引线孔9相连，将电化学设备的负极与密封盖3上端相连，随后将组装好的电池X射线衍射测试装置移动至X射线衍射仪样品台上，随后设定好电化学设备和X射线衍射仪测试参数，同时启动电化学设备和X射线衍射仪进行充放电实验以及原位XRD测量，需要说明的是，X射线衍射仪发出的X射线可以通过观察口121和光学片122进入测试槽11内。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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”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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种电池X射线衍射测试装置，其特征在于，包括：

基座，所述基座内具有测试槽，所述测试槽用于盛放测试样本；

连接件，所述连接件的一端与所述基座相连，且所述连接件的至少部分伸入所述测试槽内；

密封盖，所述密封盖与所述连接件相连，所述密封盖的至少部分伸入所述连接件内以将所述测试槽密封。

2.根据权利要求1所述的电池X射线衍射测试装置，其特征在于，所述测试槽包括第一段和第二段，所述第一段和第二段在所述基座的高度方向上依次连通，且所述第一段相对于所述第二段邻近所述密封盖布置，所述第二段用于盛放所述测试样本。

3.根据权利要求2所述的电池X射线衍射测试装置，其特征在于，所述基座上还设有观察窗，所述观察窗包括观察口和光学片，所述观察口的一端与所述第二段连通，所述观察口的另一端与外界连通，所述观察口设在所述基座的远离所述第一段的一端，所述光学片设在所述第二段内，且所述光学片覆盖所述观察口。

4.根据权利要求3所述的电池X射线衍射测试装置，其特征在于，还包括正极集流体、隔膜和负极集流体，所述正极集流体、隔膜和负极集流体分别设在所述第二段内，所述正极集流体、隔膜和负极集流体均位于所述光学片的上方，且所述正极集流体、隔膜和负极集流体在从所述观察口朝向所述第一段的方向上依次布置。

5.根据权利要求4所述的电池X射线衍射测试装置，其特征在于，所述正极集流体和负极集流体中至少一个为多孔集流体或网状集流体。

6.根据权利要求4所述的电池X射线衍射测试装置，其特征在于，还包括导电压片，所述导电压片设在所述测试槽内，且所述导电压片位于所述负极集流体的上方。

7.根据权利要求6所述的电池X射线衍射测试装置，其特征在于，还包括弹性件，所述弹性件设在所述测试槽内，且所述弹性件的一端与导电压片抵接，所述弹性件的另一端与所述密封盖伸入所述连接件的一端抵接。

8.根据权利要求3-7中任一项所述的电池X射线衍射测试装置，其特征在于，还包括导电环，所述导电环设在所述第二段内，且所述导电环与所述光学片相接触。

9.根据权利要求2-7中任一项所述的电池X射线衍射测试装置，其特征在于，所述第一段的内壁面设有第一内螺纹，所述连接件的外壁面设有与所述第一内螺纹相配合的第一外螺纹，所述连接件上设有第一通孔，所述第一通孔沿所述基座的高度方向贯通所述连接件，所述第一通孔内设有第二内螺纹，所述密封盖包括盖体和连接部，所述连接部的外壁面设有与所述第二内螺纹相配合的第二外螺纹。

10.根据权利要求9所述的电池X射线衍射测试装置，其特征在于，所述连接件的外壁面和所述连接部的外壁面上均包覆有密封层；和/或，

所述基座上设有引线孔，所述引线孔适于与导线相连。

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