[发明专利]一种锂电池原位力电化学性能测试装置及方法

权利要求书

1.一种锂电池原位力电化学性能测试装置，其特征在于，包括：

电化学池(1)，所述电化学池(1)的腔体内注有电解液(10)；

参比电极(2)，设置在所述电化学池(1)的腔体内壁一侧；

对电极(3)，设置在所述电化学池(1)的腔体内壁另一侧；

电极夹具，设置在所述电化学池(1)的腔体底壁上，其上夹持有工作电极(8)；

外接电极(7)，设置在所述电化学池(1)外壁，用于连接外部电化学分析装置；

所述参比电极(2)、对电极(3)和工作电极(8)均通过导线(6)与所述外接电极(7)连接；

测试时，将所述测试装置置于纳米压痕测试仪的压头(9)下方。

2.根据权利要求1所述的锂电池原位力电化学性能测试装置，其特征在于，所述电极夹具包括设置在所述电化学池(1)的腔体底壁上的导电连接件(5)及设置在所述导电连接件(5)上的固定件(4)，所述工作电极(8)设置在所述导电连接件(5)上并位于所述固定件(4)内部，所述工作电极(8)通过导电连接件(5)与所述外接电极(7)连接。

3.根据权利要求2所述的锂电池原位力电化学性能测试装置，其特征在于，所述固定件(4)包括设置在所述导电连接件(5)四周的夹板，所述夹板通过复位弹簧与所述导电连接件(5)连接。

4.根据权利要求3所述的锂电池原位力电化学性能测试装置，其特征在于，所述固定件(4)材料为绝缘材料。

5.根据权利要求1所述的锂电池原位力电化学性能测试装置，其特征在于，所述导线(6)埋于所述电化学池(1)的池体内。

6.根据权利要求1所述的锂电池原位力电化学性能测试装置，其特征在于，所述电化学池(1)的材料为聚四氟乙烯。

7.根据权利要求1所述的锂电池原位力电化学性能测试装置，其特征在于，所述电解液(10)为六氟磷酸锂盐。

8.一种根据权利要求1至7任一项所述的锂电池原位力电化学性能测试装置的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

将工作电极(8)装载至所述导电连接件(5)上，并通过所述固定件(4)对工作电极(8)进行夹持；

将电化学池(1)固定于纳米压痕测试仪的载物台上，

将所述外接电极(7)连接至外部电化学分析装置；

向所述电化学池(1)的腔体内注入电解液(10)，所述工作电极(8)、参比电极(2)及对电极(3)均处于电解液(10)内；

通过纳米压痕测试仪自带的光镜对工作电极(8)的待测区域进行标记；

基于Oliver-Pharr方法，使用纳米压痕测试仪的压头(9)对工作电极(8)上标记的目标区域进行下压并产生划痕；

纳米压痕测试仪的压头(9)将下压过程中采集到的数据发送到纳米压痕测试仪的主机进行分析，获得电化学反应过程中工作电极(8)的力学性能；

参比电极(2)和对电极(3)将采集到的数据发送至外部电化学分析装置，通过外部电化学分析装置对数据进行分析获得电化学反应过程中工作电极(8)的电化学性能。

9.根据权利要求8所述的锂电池原位力电化学性能测试方法，其特征在于，测试时，所述纳米压痕测试仪的压头(9)将采集到的数据发送到纳米压痕测试仪的主机进行分析，获得电化学反应过程中工作电极(8)的压痕几何参数、载荷-位移曲线，通过压痕几何参数、载荷-位移曲线得到工作电极(8)的力学性能。

10.根据权利要求8所述的锂电池原位力电化学性能测试方法，其特征在于，测试时，将所述电化学池(1)及配合的纳米压痕测试仪置于于充满氩气的手套箱内，手套箱内水氧浓度低于0.1mg L^-1。