本实用新型专利技术公开了一种X射线衍射仪原位电池附件，包括上顶盖、下顶盖、中心螺栓、铍窗、中心腔体绝缘件、负极导电密封件、中心电极和中心绝缘体，中心螺栓的上端安装在第二螺纹孔内，铍窗安装在第二螺纹孔的孔底上，铍窗封闭第二通孔，中心腔体绝缘件安装在中心螺栓的通孔内，中心腔体绝缘件的上端与铍窗接触，负极导电密封件安装在中心腔体绝缘件的内腔中，中心绝缘体固定安装在第一通孔上，中心电极固定安装在中心绝缘体的通孔内，中心电极的上端与负极导电密封件连接。本装置设计简单、使用方便、空气密封性能好。本实用新型专利技术还公开了用于X射线衍射仪原位电池附件的加热装置和冷却装置。
【技术实现步骤摘要】
X射线衍射仪原位电池附件及加热冷却装置
本技术涉及电池测量领域，尤其涉及一种X射线衍射仪原位电池附件及其加热装置和冷却装置。
技术介绍
锂电材料是目前非常重要的电池原材料之一，锂电材料的开发是近年来非常重要的研究方向，X射线衍射是锂电池材料研究不可缺少的重要手段。而可以进行X射线衍射的原位电池附件一直是这项技术的重点。利用XRD(X射线衍射)原位电池附件，可以对电池材料在充放电循环过程中的物相和结构进行实时的观察，避免了静态和准静态测量对实验结果造成的偏差。近年来，国内外都有一些这方面的研究，也申报了一些专利。但已有的专利技术存在价格昂贵(如日本理学)，操作复杂等缺点。如国外的专利(US5635138)虽然可以实现原位电池XRD的测试功能，但其组装零件太多，设计复杂，应用难度大，并不适合目前国内的主流衍射仪的配置。 国内其他的一些专利(如CN100373168C、CN102435625A、CN203434214U)虽然也可以进行XRD的原位电池测量，但一个共同的特点是测量电极部分的压密性不好，或者是电池材料和集电体电极的接触不够好，影响导电性，继而影响电池材料的相变过程，无法真正实现原位电池附件的研究意义。
技术实现思路
本技术目的是提供一种设计简单、使用方便、空气密封性能好的X射线原位电池附件。 本技术解决技术问题采用如下技术方案:一种X射线衍射仪原位电池附件，包括上顶盖、下顶盖、中心螺栓、铍窗、中心腔体绝缘件、负极导电密封件、中心电极和中心绝缘体，所述下顶盖的上端面上开设有第一螺纹孔，所述上顶盖的下端面上开设有第二螺纹孔，所述第一螺纹孔和第二螺纹孔均为盲孔，所述中心螺栓的上端安装在第二螺纹孔内，中心螺栓的下端安装在第一螺纹孔内， 所述中心螺栓的上端面与上顶盖的下端面之间设置有第一密封圈，中心螺栓的下端面与下顶盖的上端面之间设置有第二密封圈，所述下顶盖的下端面上开设有第一通孔，所述第一通孔与第一螺纹孔连通，上顶盖的上端面上开设有第二通孔，所述第二通孔与第二螺纹孔连通， 所述铍窗安装在第二螺纹孔的孔底上，铍窗封闭所述第二通孔，所述中心腔体绝缘件呈管状，所述中心螺栓上开设有通孔，所述中心腔体绝缘件安装在中心螺栓的通孔内，中心腔体绝缘件的上端与铍窗或者第二螺纹孔的孔底接触，所述负极导电密封件安装在中心腔体绝缘件的内腔中，所述负极导电密封件的上端面、中心腔体绝缘件的内壁和铍窗之间构成电极安装腔，负极导电密封件与中心腔体绝缘件之间设置有第三密封圈， 所述电极安装腔内安装有电池材料极片、隔膜和金属锂片，所述电池材料极片与铍窗接触，所述隔膜的上表面的中部与电池材料极片接触，隔膜的下表面与金属锂片的上表面接触，金属锂片的下表面与负极导电密封件的上端面接触，隔膜的两侧填充有电解液， 所述中心绝缘体固定安装在第一通孔上，所述中心绝缘体开设有通孔，所述中心电极固定安装在中心绝缘体的通孔内，中心电极的上端与负极导电密封件连接。 可选的，所述中心电极的上端与负极导电密封件通过导电弹簧连接，所述导电弹簧的上端压在负极导电密封件的下端面上，导电弹簧的下端压在中心电极的上端上。 可选的，所述负极导电密封件的下端面上还开设有螺纹孔。 可选的，所述中心螺栓的上端面上开设有第一密封圈安装槽，中心螺栓的下端面上开设有第二密封圈安装槽，所述负极导电密封件上开设有第三密封圈安装槽，所述第一密封圈安装在第一密封圈安装槽内，所述第二密封圈安装在第二密封圈安装槽内，所述第三密封圈安装在第三密封圈安装槽内。 可选的，所述上顶盖的上端面为从周边到中心向下倾斜的圆台面。 本技术具有如下有益效果:本装置采用上顶盖、下顶盖和中心螺栓，使用时只需将上顶盖安装在中心螺栓上，然后将中心螺栓、铍窗、中心腔体绝缘件、负极导电密封件安装在中心螺栓内，再将中心电极、中心绝缘体和下顶盖安装在中心螺栓上即可，设计简单、使用方便，并且由于本装置采用了螺纹密封与密封圈密封，使本X射线原位电池附件具有很好的空气密封性。 本技术通过在中心电极的上端与负极导电密封件之间安装导电弹簧，能够使电池材料和集电体电极的接触良好，保证导电性。通过在负极导电密封件上安装第三密封圈，能够实现更好的空气密封性。通过将上顶盖的上端面设置为从周边到中心向下倾斜的圆台面，保证了测量的角度范围和附件的刚度。 本技术的另一个目的是提供一种X射线衍射仪原位电池附件的加热装置，能够实现电池在高温环境下进行充放电实验以及原位XRD测量。 本技术一种用于上述的X射线衍射仪原位电池附件的加热装置，包括第一壳体和第一上盖，所述第一壳体呈下端封闭上端开口的管状，所述第一上盖固定安装在第一壳体上，第一上盖封闭所述第一壳体的上端开口，所述第一壳体的侧壁上开设有第一窗口和第二窗口，所述第一窗口与第二窗口相对设置，第一窗口和第二窗口均通过聚酰亚胺胶带密封，所述第一壳体内固定安装有加热器和温度传感器，所述X射线衍射仪原位电池附件放置在第一壳体内，所述上顶盖位于第一窗口和第二窗口的下方，X射线能够从第一窗口或第二窗口进出第一壳体，所述第一上盖的还固定安装有伸缩装置，所述伸缩装置的下端固定安装有阻光板，所述阻光板位于铍窗的正上方，当伸缩装置伸长后，阻光板的前表面正对第一窗口，阻光板的后表面正对第二窗口。 本技术能够将X射线衍射仪原位电池附件安装在加热装置内，通过加热装置使X射线衍射仪原位电池附件处于设定的高温，从而模拟锂电池在高温条件下的充放电，实现电池在高温环境下进行充放电实验以及原位XRD测量。 本技术的再一个目的是提供一种X射线衍射仪原位电池附件的冷却装置，能够实现电池在低温环境下进行充放电实验以及原位XRD测量。 本技术一种用于上述的X射线衍射仪原位电池附件的冷却装置，包括第二壳体和第二上盖，所述第二壳体呈下端封闭上端开口的管状，所述第二上盖固定安装在第二壳体上，第二上盖封闭所述第二壳体的上端开口，所述第二壳体的侧壁上开设有第三窗口和第四窗口，所述第三窗口和第四窗口相对设置，第三窗口和第四窗口均通过聚酰亚胺胶带密封，所述第二壳体内固定安装有冷却器和温度传感器，所述X射线衍射仪原位电池附件放置在第二壳体内，所述上顶盖位于第三窗口和第四窗口的下方，X射线能够从第三窗口或第四窗口进出第二壳体，所述第二上盖的还固定安装有伸缩装置，所述伸缩装置的下端固定安装有阻光板，所述阻光板位于铍窗的正上方，当伸缩装置伸长后，阻光板的前表面正对第三窗口，阻光板的后表面正对第四窗口。 本技术能够将X射线衍射仪原位电池附件安装在冷却装置内，通过冷却装置使X射线衍射仪原位电池附件处于设定的低温，从而模拟锂电池在低温条件下的充放电，实现电池在低温环境下进行充放电实验以及原位XRD测量。 【附图说明】 图1为本技术X射线衍射仪原位电池附件的立体图； 图2为本技术X射线衍射仪原位电池附件的俯视图； 图3为图2中沿A-A方向的剖视图； 图4为图3中I处的放大图； 图5为本技术X射线衍射仪原位电池附件的爆炸视图； 图6为本技术用于X射线衍射仪原位电池附件的冷却装置的爆炸视图； 图7为本技术安装有X射线衍射仪原位本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种X射线衍射仪原位电池附件，其特征在于，包括上顶盖(10)、下顶盖(11)、中心螺栓(12)、铍窗(13)、中心腔体绝缘件(14)、负极导电密封件(15)、中心电极(16)和中心绝缘体(17)，所述下顶盖(11)的上端面上开设有第一螺纹孔(18)，所述上顶盖(10)的下端面上开设有第二螺纹孔(19)，所述第一螺纹孔(18)和第二螺纹孔(19)均为盲孔，所述中心螺栓(12)的上端安装在第二螺纹孔(19)内，中心螺栓(12)的下端安装在第一螺纹孔(18)内，所述中心螺栓(12)的上端面与上顶盖(10)的下端面之间设置有第一密封圈(22)，中心螺栓(12)的下端面与下顶盖(11)的上端面之间设置有第二密封圈(23)，所述下顶盖(11)的下端面上开设有第一通孔(20)，所述第一通孔(20)与第一螺纹孔(18)连通，上顶盖(10)的上端面上开设有第二通孔(21)，所述第二通孔(21)与第二螺纹孔(19)连通，所述铍窗(13)安装在第二螺纹孔(19)的孔底上，铍窗(13)封闭所述第二通孔(21)，所述中心腔体绝缘件(14)呈管状，所述中心螺栓(12)上开设有通孔，所述中心腔体绝缘件(14)安装在中心螺栓(12)的通孔内，中心腔体绝缘件(14)的上端与铍窗(13)或者第二螺纹孔(19)的孔底接触，所述负极导电密封件(15)安装在中心腔体绝缘件(14)的内腔中，所述负极导电密封件(15)的上端面、中心腔体绝缘件(14)的内壁和铍窗(13)之间构成电极安装腔(24)，负极导电密封件(15)与中心腔体绝缘件(14)之间设置有第三密封圈(25)，所述电极安装腔(24)内安装有电池材料极片(40)、隔膜(41)和金属锂片(42)，所述电池材料极片(40)与铍窗(13)接触，所述隔膜(41)的上表面的中部与电池材料极片(40)接触，隔膜(41)的下表面与金属锂片(42)的上表面接触，金属锂片(42)的下表面与负极导电密封件(15)的上表面接触，隔膜(41)的两侧填充有电解液，所述中心绝缘体(17)固定安装在第一通孔(20)上，所述中心绝缘体(17)开设有通孔，所述中心电极(16)固定安装在中心绝缘体(17)的通孔内，中心电极(16)的上端与负极导电密封件(15)连接。...
【技术特征摘要】
1.一种X射线衍射仪原位电池附件，其特征在于，包括上顶盖(10)、下顶盖(11)、中心螺栓(12)、铍窗(13)、中心腔体绝缘件(14)、负极导电密封件(15)、中心电极(16)和中心绝缘体(17)，所述下顶盖(11)的上端面上开设有第一螺纹孔(18)，所述上顶盖(10)的下端面上开设有第二螺纹孔(19)，所述第一螺纹孔(18)和第二螺纹孔(19)均为盲孔，所述中心螺栓(12)的上端安装在第二螺纹孔(19)内，中心螺栓(12)的下端安装在第一螺纹孔(18)内， 所述中心螺栓(12)的上端面与上顶盖(10)的下端面之间设置有第一密封圈(22)，中心螺栓(12)的下端面与下顶盖(11)的上端面之间设置有第二密封圈(23)，所述下顶盖(11)的下端面上开设有第一通孔(20)，所述第一通孔(20)与第一螺纹孔(18)连通，上顶盖(10)的上端面上开设有第二通孔(21)，所述第二通孔(21)与第二螺纹孔(19)连通， 所述铍窗(13)安装在第二螺纹孔(19)的孔底上，铍窗(13)封闭所述第二通孔(21)，所述中心腔体绝缘件(14)呈管状，所述中心螺栓(12)上开设有通孔，所述中心腔体绝缘件(14)安装在中心螺栓(12)的通孔内，中心腔体绝缘件(14)的上端与铍窗(13)或者第二螺纹孔(19)的孔底接触，所述负极导电密封件(15)安装在中心腔体绝缘件(14)的内腔中，所述负极导电密封件(15)的上端面、中心腔体绝缘件(14)的内壁和铍窗(13)之间构成电极安装腔(24)，负极导电密封件(15)与中心腔体绝缘件(14)之间设置有第三密封圈(25)， 所述电极安装腔(24)内安装有电池材料极片(40)、隔膜(41)和金属锂片(42)，所述电池材料极片(40)与铍窗(13)接触，所述隔膜(41)的上表面的中部与电池材料极片(40)接触，隔膜(41)的下表面与金属锂片(42)的上表面接触，金属锂片(42)的下表面与负极导电密封件(15)的上表面接触，隔膜(41)的两侧填充有电解液， 所述中心绝缘体(17)固定安装在第一通孔(20)上，所述中心绝缘体(17)开设有通孔，所述中心电极(16)固定安装在中心绝缘体(17)的通孔内，中心电极(16)的上端与负极导电密封件(15)连接。2.根据权利要求1所述的X射线衍射仪原位电池附件，其特征在于，所述中心电极(16)的上端与负极导电密封件(15)通过导电弹簧(26)连接，所述导电弹簧(26)的上端压在负极导电密封件(15)的下端面上，导电弹簧(26)的下端压在中心电极(16)的上端上。3.根据权利要求2所述的X射线衍射仪原位电池附件，其特征在于，所述负极导电密封件(15)的下端面上还开设有螺纹孔(27)。4.根据权利要求3所述的X射线衍射仪原位电池附件，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯燕，
申请(专利权)人：侯燕，
类型：新型
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。