[实用新型]一种锂空气电池原位X射线衍射测试装置

说明书

本实用新型公开了一种锂空气电池原位X射线衍射测试装置，包括可拆卸连接的阳极和阴极，阳极包括阳极主板，阴极包括阴极主板，阳极主板上开设有中心孔，中心孔上设有带通气孔的铍窗；还包括密闭罩、气路和压力加载系统，密闭罩位于阳极主板上，并罩住铍窗；气路为两个，均设在阳极主板上，气路与密闭罩连通，并设有针阀；压力加载系统设置在中心孔内，压力加载系统上端上设有锂片、隔膜和待测样品；铍窗、中心孔、待测样品、锂片、隔膜及压力加载系统均同轴设置，本实用新型的优点在于，锂空气电池电极材料在保护气的保护下，在正常充放电时直接在X射线衍射仪上进行物相鉴别，避免电极材料与空气中的介质接触的同时实现充放电的实时检测。

技术领域

本实用新型属于材料表征技术领域，具体涉及一种锂空气电池原位X射线衍射测试装置。

背景技术

可持续能源的发展是当今人类密切关注和迫切需要解决的问题，而伴随着经济的发展带来的是更高的市场需求，从而掀起了研究高能量密度电池体系的热潮。锂电池的能量密度和容量均较高，而在锂电池体系中，锂空气电池由于器理论能量密度高而成为研究的热点。尽管锂空气电池具有高的能量密度，但其面对诸多的问题，例如，在不同的电解液、倍率、温度、催化剂、电极、气氛下，其放电产物和充电产物的种类、形貌、结构都可能存在差异，导致充放电反应路径有可能不对称。由于碳电极、催化剂也可能参与电极反应，导致具体体系的反应机理的确定存在较大的困难，这就需要结合多种原位与非原位的表征手段进行研究。

由于锂空气电池的电极材料本身与空气中的氧气、二氧化碳以及水蒸气等多种介质都能够发生反应，因而现有的研究手段都是建立在非原位的基础上进行的，即将锂空气电池中的电极材料充放电至一定电压，再将电极材料从电池中取出进行检测，这一过程将会使样品与空气接触，导致样品受到空气的污染而影响检测结果。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于：现有锂空气电池检测时，电极材料接触空气导致检测结果不准确。

本实用新型采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种锂空气电池原位X射线衍射测试装置，包括阳极和阴极，所述阳极包括阳极主板，所述阴极包括阴极主板，所述阳极主板与阴极主板可拆卸连接，所述阳极主板上开设有贯穿阳极主板的中心孔，所述中心孔上端设有铍窗，所述铍窗上设有通气孔；还包括密闭罩、气路和压力加载系统，所述密闭罩位于阳极主板上端面上，并罩住铍窗；所述气路设置在阳极主板上，气路有两个，两个气路均与密闭罩连通，气路远离密闭罩的端部均设有针阀；所述压力加载系统设置在中心孔内，包括垫片和弹簧，所述垫片下端面设有凸台，所述凸台下端面距阴极主板一定距离，所述弹簧套设在凸台上，弹簧上端与垫片接触、下端与阴极主板接触；垫片上端面上依次设有锂片、隔膜和待测样品；所述铍窗、中心孔、待测样品、锂片、隔膜、垫片、凸台及弹簧均同轴设置。

优选地，本实用新型所述的一种锂空气电池原位X射线衍射测试装置，所述通气孔包括第一通气孔和第二通气孔，所述第一通气孔的中心位于铍窗的中心，所述第二通气孔为多个，多个第二通气孔均布在以第一通气孔中心为圆心的圆上。

优选地，本实用新型所述的一种锂空气电池原位X射线衍射测试装置，所述第一通气孔、第二通气孔的孔径均为1mm，第二通气孔中心到第一通气孔中心的距离为3mm。

优选地，本实用新型所述的一种锂空气电池原位X射线衍射测试装置，所述针阀包括同轴设置的气嘴、开关座和固定座，所述气嘴朝向气路的一端设有插杆，气嘴内设有气道，所述气道靠近插杆的侧壁上设有小孔；所述开关座套设在气嘴外侧壁上，并通过卡簧与气嘴连接；所述固定座一端与阳极主板连接、另一端与开关座螺纹连接，固定座上设有通孔，所述通孔与气路连通，所述插杆插入通孔，气嘴位于小孔背离固定座一侧的侧壁与固定座间设有第一密封圈，气嘴设有插杆的端部与固定座间设有第二密封圈。