[实用新型]一种用于原位光学显微镜测试的全固态电池反应室

说明书

本实用新型涉及一种用于原位光学显微镜测试的全固态电池反应室，其中固态电池模具壳体两端设有电极接口、内部设有凹模空腔，且工作电极分别由对应的电极接口插入至凹模空腔中，固态电池模具壳体上设有安装开口，且制备全固态电池时，固态电池模具壳体置于外部承压装置中，安装开口中设有承压垫片，凹模空腔中设有电解质粉料，且电解质粉料通过外部承压装置受压冷压成片，工作电极与固态电解质片连接，然后固态电池模具壳体由外部承压装置取出并放于外部加压装置中，安装开口在承压垫片被取出后安装视窗组件，并且工作电极与外置电化学工作站连接。本实用新型将电池制备与原位观测装置耦合在一起，实现了固态电池非破坏性观测和实时在线检测。

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体地说是一种用于原位光学显微镜测试的全固态电池反应室。

背景技术

随着科技发展，利用不可燃的无机固态电解质来替代易燃、易爆的商用电解液来实现高安全性锂电池设计具有重要意义。随着对全固态电解质研究的不断深入，以高电导率的硫化物体系Li₂S-P₂S₅为基础的二元系(如Li₃PS₄)、三元系(如Li₁₀GeP₂S₁₂，Li₆PS₅Cl)和四元系(如Li_9.54Si_1.74P_1.44S_11.7Cl_0.3)等硫化物电解质新材料、新体系不断涌现。

但是目前研究表明利用硫化物电解质制备的全固态锂金属电池依然面临着诸如硫化物与锂金属负极存在界面反应及易短路等问题，这严重制约着固态锂金属电池的发展，因此如何在电池充放电过程中检测全固态电池中锂离子在锂金属负极表面的沉积/溶解行为，对于指导下一步负极或硫化物设计具有重要意义。

传统对于液态锂电池中锂离子的沉积/溶解行为的观测主要采用原位光学显微镜测试来观察锂负极上的沉积/溶解行为。如公开号为CN 11412013 A的专利中公开了一种适于扣式电池原位光学测试装置，但该专利只是适合于目前液态锂离子电池，又如公开号为CN 107706470 B的专利中公开了一种原位光学观察固态电池界面测试装置，但是该装置需要提前制备好固态电池，再装入到测试装置中，显然这种方式增加了装配难度，而且无法保证固态电池在转移过程中不受破环。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于原位光学显微镜测试的全固态电池反应室，其将电池制备与原位观测装置耦合在一起，可以实现固态电池非破坏性观测以及实时在线检测。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种用于原位光学显微镜测试的全固态电池反应室，包括固态电池模具壳体、工作电极、外部承压装置和外部加压装置，其中固态电池模具壳体两端设有电极接口、内部设有凹模空腔，且工作电极分别由对应的电极接口插入至所述凹模空腔中，所述固态电池模具壳体上侧设有安装开口，且制备全固态电池时，所述固态电池模具壳体置于所述外部承压装置中，所述安装开口中设有承压垫片，所述凹模空腔中设有电解质粉料，并且所述电解质粉料通过所述外部承压装置受压冷压成片，工作电极与受压成型后的固态电解质片连接，然后固态电池模具壳体由所述外部承压装置取出，并放于所述外部加压装置中，所述安装开口在承压垫片被取出后安装视窗组件，并且工作电极与外置电化学工作站连接。

所述工作电极一端设有与所述凹模空腔匹配的电极杆，另一端设有电极接头。

所述外部承压装置包括上盖和呈凹槽状的底座，且制备全固态电池时，所述固态电池模具壳体设于所述底座中，上盖设于固态电池模具壳体上侧并与所述底座固连，所述底座两侧形成开口，且工作电极由所述底座对应侧开口插入至所述固态电池模具壳体对应端部的电极接口中。

电解质粉料先由任一侧的电极接口装入所述凹模空腔中，然后所述电极接口再插入工作电极。