[发明专利]原位测量锂电池材料杨氏模量和偏摩尔体积的系统和方法

权利要求书

1.原位测量锂电池材料杨氏模量和偏摩尔体积的系统，其特征在于，包括石英外壳，石英块，石英盖板，悬臂梁结构电极，CCD相机，计算机，活性层，集流体，隔膜，极耳，对电极，隔膜，电池测试仪，所述悬臂梁结构电极为双层悬臂梁结构，包括活性层与集流体；所述石英块将悬臂梁结构电极，隔膜和对电极夹紧，用胶带将石英块粘在石英外壳的内壁上，加入电解液后，通过穿过石英盖板的极耳把悬臂梁结构电极和对电极与外部电池测试仪连接进行充放电循环，CCD相机用于原位记录电极极片在电化学循环过程中的变形并保存在计算机中，通过力学模型用来分析变形过程中曲率与材料参数、杨氏模量和充电状态之间的关系。

2.如权利要求1所述的原位测量锂电池材料杨氏模量和偏摩尔体积的系统，其特征在于，所述模型电池免受电解液的腐蚀，确保测试结果测准确。

3.如权利要求1所述的原位测量锂电池材料杨氏模量和偏摩尔体积的系统，其特征在于，所述的石英盖板与石英电池外壳顶部尺寸一致，便于对测试系统进行封装，减少外部干扰。

4.如权利要求1所述的原位测量锂电池材料杨氏模量和偏摩尔体积的系统，其特征在于，所述的石英盖板上的矩形孔尺寸足以使极耳穿过，便于进行电化学循环。

5.如权利要求1所述的原位测量锂电池材料杨氏模量和偏摩尔体积的系统，其特征在于，悬臂梁结构电极由石英块固定，同时设计电极尺寸结构，使用CCD相机记录不同电极在电化学循环过程中的变形。

6.如权利要求1所述的原位测量锂电池材料杨氏模量和偏摩尔体积的系统，其特征在于，物理力学模型用于分析悬臂梁惦记弯曲变形与材料性能、结构参数的关系。

7.如权利要求1所述的原位测量锂电池材料杨氏模量和偏摩尔体积的系统，其特征在于，在手套箱内对悬臂梁结构电极进行恒流充放电循环，保证反应环境的稳定性。

8.原位测量锂电池材料杨氏模量和偏摩尔体积的方法，采用了权利要求1所述的原位测量锂电池材料杨氏模量和和偏摩尔体积的测试系统进行操作，其特征在于操作步骤如下，

1)设计模型电池；

2)结合图像采集手段，原位记录悬臂梁电极弯曲曲率演化过程；

3)设计不同结构尺寸的电极，分析活性层厚度对弯曲变形的影响；

4)运用力学模型来分析变形过程中曲率与材料参数，杨氏模量和充电状态之间的关系。