[发明专利]可控温的电池原位XRD测试装置及其电池组装与测试方法

说明书

可控温的电池原位XRD测试装置及其电池组装与测试方法，属于锂离子电池技术领域。反应槽，底部设置观测窗口，采用Be窗为观测窗，工作电极、对电极、参比电极、隔膜放置于反应槽腔体内，并在反应槽的边缘留有一个工作电极引线孔；观测窗口，X射线通过该观测窗口获取反应电极的XRD图谱；连接环，外壁与反应槽的腔体旋转连接，内壁与密封盖的外壁旋转连接；密封盖，与反应槽内的对电极导通，密封反应槽，密封盖内部设置为中空腔体，该中空腔体为储液腔，与密封盖外侧左右两个排水孔连通，密封盖外侧上设置对电极缠绕线位；本发明可用于测试原位XRD，原位气体收集测试；支持两电极和三电极，可实现不同温度、不同倍率的调控。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种可控温的多功能电池原位XRD测试装置及其电池组装与测试方法。

背景技术

随着全球能源危机日益严峻，新能源锂离子电池成为人们关注的热点。电池的体系设计、正负极材料的性能等，在很大程度上决定了电池的性能。研究电池在充放电过程中材料、电极、界面发生的微观变化，对电池的商业化应用具有重要意义。多功能的原位XRD测试装置在新能源研究中突显了重要作用。

河南理工大学的实用新型专利CN 210465315 U公开了一种原位XRD电池反应装置及其控温装置，控温装置连接恒温水箱，可以开展材料在0℃以上的不同温度下的的原位XRD测试，但不能进行0℃以下的测试。

广西师范大学的发明专利CN104297274A，一种测试电化学反应过程的原位XRD反应室；可以测试充放电过程中XRD和收集反应气体，可以测试两电极和三电极体系。但是不能对装置控温，且装置过于复杂，与商业化XRD衍射仪的兼容性不足。

湖北工程学院的专利CN 208547593 U，一种XRD原位电化学辅助装置及原位XRD电池。发明提供一种XRD原位电化学辅助装置，包括：不锈钢上密封盖、附有金属铍片观测窗的不锈钢下密封盖和聚四氟乙烯套筒。通过套筒连接上下密封盖，三者之间通过螺栓固定保证装置密封性。此发明采用螺丝连接会存在内部受力不均匀、密封性差的问题，不能支持长周期的循环测试。

吉林大学的专利CN109406593A，电化学原位反应X射线测试装置。涉及一种电化学原位反应X射线测试装置，主要由电化学反应室和工作电极盖组成；工作电极盖安装在电化学反应室的上端；电化学反应室内部安装有工作电极、对电极和参比电极，工作电极盖上设有测试窗口和孔道。待测试的活性材料涂覆在工作电极顶端，无需使用金属集流体，适用于两电极体系以及三电极体系测试。该专利采用石墨电极、铂金电极等进行测试，不能使用电池的电极极片，不能真实的展现实际的电化学反应，装置过于复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效、简易的集多功能于一体的电池原位XRD测试装置及其电池组装与测试方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种可控温的电池原位XRD测试装置，包括反应槽、连接环、密封盖及配套的外侧可控温系统；

所述反应槽，底部设置观测窗口，采用Be窗为观测窗，工作电极、对电极、参比电极、隔膜放置于反应槽腔体内，并在反应槽的边缘留有一个工作电极引线孔，在反应槽2侧壁左右两侧设置与腔体连通的两个通气孔13；

所述观测窗口，X射线通过该观测窗口获取反应电极的XRD图谱；

所述连接环，外壁与反应槽的腔体旋转连接，内壁与密封盖的外壁旋转连接；

所述密封盖，与反应槽内的对电极导通，密封反应槽，密封盖内部设置为中空腔体，该中空腔体为储液腔，与密封盖外侧左右两个排水孔连通，密封盖外侧上设置对电极缠绕线位；

所述两个排水孔，连接外侧可控温系统的高低温调温介质，两个排水孔一进一出；

所述储液腔，连接高低温调温介质时，储液腔中储存介质，加热测试装置；