一种锂离子电池的原位拉曼检测方法及其专用锂离子电池技术

本发明专利技术提供一种锂离子电池的原位拉曼检测方法及其专用锂离子电池，所述锂离子电池，包括正/负极基板、弹片、垫片、正/负极材料、隔膜、重火石玻璃管和光学耦合元件，拉曼检测光束经显微物镜聚焦后，对所述锂离子电池的内部结构进行原位检测。本发明专利技术的锂离子电池结构采用透明的重火石玻璃管作为观测窗口，通过光斑扫描实现了包括自正极基板到隔膜再到负极基板之间的全部材料的检测，能够全面的观察锂离子电池运行中的电化学反应以及材料变化过程，可用于大多数锂离子电池在不同电压窗口下长期充放电循环测试过程。

An in-situ Raman detection method for lithium-ion batteries and its special lithium-ion batteries

The present invention provides an in-situ Raman detection method for lithium-ion batteries and a special lithium-ion battery. The lithium-ion batteries include positive/negative substrate, shrapnel, gasket, positive/negative material, diaphragm, heavy flint glass tube and optical coupling elements. After the Raman detection beam is focused by a microscopic objective lens, the internal structure of the lithium-ion batteries is in-situ detected. The lithium-ion battery structure of the invention uses transparent heavy flint glass tube as observation window, realizes the detection of all materials including self-cathode substrate, diaphragm and negative substrate through spot scanning, and can comprehensively observe the electrochemical reaction and material change process in the operation of lithium-ion battery, and can be used for a long time in most lithium-ion batteries under different voltage windows. Charge and discharge cycle testing process.

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池的原位拉曼检测方法及其专用锂离子电池
本专利技术涉及电池制备及光学检测领域，尤其涉及锂离子电池的原位拉曼检测。
技术介绍
锂离子电池使用锂与过渡金属的复合氧化物为正极，石墨化碳材料为负极，充放电过程通过锂离子的移动实现。由于充放电过程中锂离子在正负极材料中的嵌入和脱出，其结构有很大的变化，对电池的充放电性能有很大影响。特别是在电池首圈充放电过程中负极表面会形成一层SEI膜(固态电解质中间相)，它由电解液分解产生的无机物和有机物组成，对电子绝缘但允许锂离子的通过，其组成和结构对不可逆电荷损耗、倍率性能、可循环性和安全性有影响。因此，了解电极/电解质界面发生的反应过程和表面膜的性质对于提高效率和开发更长寿命的锂离子电池是至关重要的。实时监测电池运行过程中的正负极物质变化，能够清楚地了解任意充放电状态下的电化学反应过程以及电极与电解液的相互作用，便于通过改进电池材料来优化反应过程，进而达到优化电池性能的目的。利用分子振动光谱的不同特性，拉曼光谱可用来定性鉴定分子基团，分析物质成分。因此，拉曼光谱可用于研究锂离子电池材料及其充放电过程中材料的成分及其含量变化。而且，拉曼光谱测试本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池的原位拉曼检测方法，其特征在于，所述锂离子电池(A)，包括正/负极基板(1)、弹片(A1)、垫片(A2)、正/负极材料(A3，A3')、隔膜(A4)、重火石玻璃管(9)和光学耦合元件(3)，拉曼检测光束(C)经显微物镜(B)聚焦后，对所述锂离子电池的内部结构进行原位检测。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池的原位拉曼检测方法，其特征在于，所述锂离子电池(A)，包括正/负极基板(1)、弹片(A1)、垫片(A2)、正/负极材料(A3，A3')、隔膜(A4)、重火石玻璃管(9)和光学耦合元件(3)，拉曼检测光束(C)经显微物镜(B)聚焦后，对所述锂离子电池的内部结构进行原位检测。2.根据权利要求1所述的原位拉曼检测方法，其特征在于，检测时，通过控制拉曼检测光束(C)与锂离子电池(A)的相对移动，扫描所述锂离子电池内部各部件的成分和/或含量变化。3.根据权利要求1所述的原位拉曼检测方法，其特征在于，所述重火石玻璃管(9)内的中间位置放置隔膜(A4)，在所述隔膜(A4)两侧对称的依次设有正/负极材料(A3，A3')、垫片(A2)、弹片(A1)，所述正/负极基板盖在所述重火石玻璃管(9)的两侧，在所述重火石玻璃管(9)上设有光学耦合元件(3)，拉曼检测光束(C)经所述光学耦合元件(3)和重火石玻璃管(9)后聚焦到电池内部。4.根据权利要求3所述的原位拉曼检测方法，其特征在于，所述光学耦合元件(3)的宽度大于电池内部结构(10)中的各部件厚度之和。5.根据权利要求1所述的原位拉曼检测方法，其特征在于，所述光学耦合元件(3)的材料为重火石玻璃，其光洁度为60/40。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘乐，李卓燏，马凯捷，席靖宇，何永红，
申请(专利权)人：清华大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东,44