[发明专利]用于原位观测电池作业的装置

说明书

本发明公开了一种用于原位观测电池作业的装置，包括：箱体、第一集流体、第二集流体、螺栓、连接杆、第一传感器、密封盖板和至少一个用于使箱体内的部件与外部电连的极耳；其中，所述箱体的沿长度方向的一个侧壁上和所述第一集流体均具有螺纹孔，使得可以通过所述箱体外部的螺栓的旋转平移所述第一集流体以使待测电池悬空夹紧于沿所述箱体长度方向设置的第一集流体和第二集流体之间，第二集流体的另一端与连接杆和第一传感器依次连接将第一传感器抵接于所述箱体的另一个侧壁的内表面以测试待测电池作业时所输出的压力，所述密封盖板上具有用于观察待测电池作业的透明挡板。

技术领域

本发明涉及电池测试技术领域，尤其涉及一种用于原位观测电池作业的装置。

背景技术

现如今在传统商业电池中，液态电解质的利用保障了锂离子的快速移动和电池的良好性能。但随着科技的发展，特别是电动汽车和大规模储能行业的快速发展，商用锂离子电池的能量密度已经无法满足当前的使用需求。同时，在长循环过程中液态电解质易挥发和泄露，造成电池性能下降。此外，在电池充放电过程中，Li+在锂电极表面的不均匀沉积，导致锂枝晶的快速生长，电池容易产生短路、着火和爆炸等安全隐患，致使以锂金属为负极材料的高能量密度锂电池的优势在传统液态电解质中无法发挥，使用固态电解质(SE)代替传统液态电解质能从根本上解决该问题，是锂离子电池未来发展的一个重要方向。其中固态锂电池电极/电解质界面问题是研究难点与重点。相较于传统液态电池电极与电解质的固-液接触，固态锂电池的固-固将产生更大的界面电阻以及发生电极或电解质断裂、脱粘等复杂的界面力学问题。由于目前固态锂电池的界面研究处于起步阶段，对电极/电解质界面应力-应变变化过程尚不明确，缺少有效的原位应力-应变表征手段，在测试固态锂电池的过程中遇到的问题包括但不限于：固态锂电池充/放电是所释放出的粉末微粒污染物镜或观察窗导致难以持续获得清晰图像、用于采集固态锂电池膨胀力的传感器读数严重漂移，并且这种漂移与温度或电池本身无关，疑似与夹持锂电池的集流体本身存在关联等等。

发明内容

本发明实施例提供了一种用于原位观测电池作业的装置，旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

本发明实施例的第一方面提供了一种用于原位观测电池作业的装置，包括：箱体、第一集流体、第二集流体、螺栓、连接杆、第一传感器、密封盖板和至少一个用于使箱体内的部件与外部电连的极耳；其中，所述箱体的沿长度方向的一个侧壁上和所述第一集流体均具有螺纹孔，使得可以通过所述箱体外部的螺栓的旋转平移所述第一集流体以使待测电池悬空夹紧于沿所述箱体长度方向设置的第一集流体和第二集流体之间，第二集流体的另一端与连接杆和第一传感器依次连接将第一传感器抵接于所述箱体的另一个侧壁的内表面以测试待测电池作业时所输出的压力，所述密封盖板上具有用于观察待测电池作业的透明挡板；其中，所述第一集流体和/或第二集流体由导电性良好的金属材料制成；并且，所述螺栓由金属材料制成，以将第一集流体所采集的电信号从所述箱体内部导出。

进一步，所述第一集流体和/或第二集流体由奥氏体不锈钢材料制成。

进一步，所述连接杆设置于第一集流体的高度的1/2处。

进一步，所述第一集流体和/或第二集流体均经过退磁处理。

进一步，在所述第一就流体和第二集流体之间，沿所述箱体的宽度方向还设置有一副第二传感器以接触并测量电池的电极/电解质界面的剪切力，并且，所述第二传感器固定设置于所述箱体的底板的上表面。

进一步，连接杆14、第一集流体、和第二集流体均采用20摄氏度时热胀系数小于等于13的材料制成。

进一步，第一集流体、第二集流体沿连接杆长度方向的长度与连接杆的长度之和不超过第二集流体的高度的6倍。

进一步，所述密封盖板由绝缘材料制成。

进一步，所述透明挡板的内表面具有防污涂层。