一种电池电化学原位拉曼光谱测试模具制造技术

本实用新型专利技术提供了一种电池电化学原位拉曼光谱测试模具，包括工作电极板，工作电极板的外侧壁上有进气口、出气口，工作电极板的顶部向下开有容纳窗口板的窗口凹槽，窗口凹槽的顶部通过盖板与工作电极板的顶部密封，工作电极板的底部向内开有容纳正极材料涂覆板、隔离环的凹槽，隔离环固定在参比电极板的顶部，工作电极板底部的固定杆穿过参比电极板、对电极板上的通孔后使用螺栓固定，工作电极板、隔离环、参比电极板的中心位置依次开有位于同一轴线上的窗口通孔、隔离通孔、中通口。本实用新型专利技术所述的测试模具，可以对金属离子电池及金属空气电池进行电化学条件下原位拉曼光谱测试，安全、气密性高、拆卸方便、拆卸方便。

A kind of in-situ Raman spectrum test mold for battery electrochemistry

【技术实现步骤摘要】
一种电池电化学原位拉曼光谱测试模具
本技术属于电池原位测试模具领域，尤其是涉及一种电池电化学原位拉曼光谱测试模具。
技术介绍
电极材料是新型离子电池的重要组成部分，对电极材料在电化学充放电过程中的物理结构，化学构成及应力进行系统全面的研究，对电极材料在充放电过程中的演变及老化机理进行探索，是进一步提高电池性能的前提。拉曼光谱技术通过检测分子的振动，不仅可以获得物质组成与结构，而且可直接在反应过程中得到电极反应界面层物质的组成与结构信息，是一种非常重要的应用于分子结构研究的一种分析方法。目前对于对金属空气电池的拉曼光谱检测多是非原位，仅有的原位检测模具也是从下层通气，会导致反应气体与金属接触产生危险，有较大的的安全隐患。另外现有的原位检测模具不易拆卸、密封性较差。因此迫切需要一种结构稳定、气密性高、拆卸维护非常方便的测试模具对金属空气电池进行电化学条件下原位拉曼光谱测试。
技术实现思路
有鉴于此，本技术旨在提出一种电池电化学原位拉曼光谱测试模具，可以对金属离子电池及金属空气电池进行电化学条件下原位拉曼光谱测试，安全、气密性高、拆卸方便。为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：一种电池电化学原位拉曼光谱测试模具，包括工作电极板，工作电极板的外侧壁上有进气口、出气口，工作电极板的顶部向下开有容纳窗口板的窗口凹槽，窗口凹槽的顶部通过盖板与工作电极板的顶部密封，工作电极板的底部向内开有容纳正极材料涂覆板、隔离环的凹槽，隔离环固定在参比电极板的顶部，工作电极板底部的固定杆穿过参比电极板、对电极板上的通孔后使用螺栓固定，工作电极板、隔离环、参比电极板的中心位置依次开有位于同一轴线上的窗口通孔、隔离通孔、中通口。进一步的，所述进气口、出气口用来向测试模具内通入反应气体，适于金属空气电池特别是锂空电池的拉曼光谱测试。进一步的，通入的反应气体优选为氧气。进一步的，所述隔离环优选为用聚四氟乙烯材料制成的隔离环。进一步的，所述参比电极板的底部开有环形的容纳密封圈的外凹槽、内凹槽，外凹槽、内凹槽的内径均大于所述中通口的内径。进一步的，所述中通口、隔离通孔的内径均大于所述窗口通孔的内径。进一步的，所述窗口板的面积不小于所述窗口通孔的孔面积。进一步的，所述隔离环的垂直高度不大于所述凹槽的垂直高度。进一步的，所述参比电极板的底面与电池、卡帽的顶面依次接触连接，卡帽的底部向内开有卡帽凹槽，卡帽凹槽内有弹簧，弹簧与对电极板接触接连。进一步的，所述正极材料涂覆板优选为涂覆有正极材料的铝箔。进一步的，所述电池为按照铝箔-隔膜-电解液-金属锂的顺序依次组装的电池。进一步的，所述电池电化学原位拉曼光谱测试模具的厚度为17-30mm，可配温度不超过200℃。进一步的，所述厚度大于30mm则体积笨重，不适合衍射仪高度；若小于17mm则电池内部空间被压缩，应力增大，同时小于17mm模具容易变形。进一步的，所述窗口板优选为蓝宝石、石英玻璃制成的窗口板。进一步的，窗口板材质可针对不同激发波长和用途进行更换优化。进一步的，所述工作电极板、对电极板的外壁均开有连接线接触口。进一步的，所述连接线接触口分别连接拉曼光谱测试仪器的测试线。相对于现有技术，本技术所述的一种电池电化学原位拉曼光谱测试模具具有以下优势：(1)本技术所述的电池电化学原位拉曼光谱测试模具，广泛适用于各种锂离子电池正/负极；钠离子电池正/负极和钾离子电池正/负极材料进行充放电过程中的电化学原位拉曼光谱研究，且能测试循环伏安法和线性扫描伏安法过程中的相变研究。(2)本技术所述的电池电化学原位拉曼光谱测试模具，可兼容锂电，锂空两种模式使用，采用上通气方式进行通气反应，既可以使电极材料与反应气体进行接触反应，又可以防止气体与金属(例如锂)接触从而产生危险。(3)本技术所述的电池电化学原位拉曼光谱测试模具中，参比电极板的底部有密封圈，双密封圈的独特设计使模具的密封性更好。(4)本技术所述的电池电化学原位拉曼光谱测试模具，操作简便、体积小巧、方便拆装，可以根据需要更换窗口材料。(5)本技术所述的电池电化学原位拉曼光谱测试模具中，参比电极板和对电极板之间内置弹簧和卡帽，能有效利用弹簧调节电池内部厚度，确保电极接触良好，并且通过弹簧调整电池的高度使其适用于多种拉曼检测装置。(6)本技术所述的电池电化学原位拉曼光谱测试模具中，工作电极板和参比电极板之间内置隔离环，一方面填充电池内部与壳体之间的缝隙保证绝缘性，不容易短路；另一方面耐酸碱有机溶剂腐蚀，耐高温。(7)本技术所述的电池电化学原位拉曼光谱测试模具中，蓝宝石、石英玻璃制成的窗口板具有高透光性、信号损失小的优点，减少使用过程中的信号损失。附图说明构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为本技术实施例所述的测试模具的侧视爆炸图；图2为本技术实施例所述的测试模具的侧视图；图3为本技术实施例所述的测试模具的俯视图。附图标记说明：1-进气口；2-工作电极板；3-窗口通孔；4-窗口板；5-正极材料涂覆板；6-隔离环；7-盖板；8-参比电极板；9-电池；10-卡帽；11-弹簧；12-对电极板；13-中通口；14-隔离通孔；15-凹槽；16-出气口；17-外凹槽；18-内凹槽；19-固定杆。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。如图1、图2、图3所示，一种电池电化学原位拉曼光谱测试模具，包括工作电极板2，工作电极板2的外侧壁上有进气口1、出气口16，工作电极板2的顶部向下开有容纳窗口板4的窗口凹槽，窗口凹槽的顶部通过盖板7与工作电极板2的顶部密封。窗口板4的面积不小于所述窗口通孔3的孔面积。保证X射线可以穿过窗口板4、窗口通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池电化学原位拉曼光谱测试模具，其特征在于：包括工作电极板(2)，工作电极板(2)的外侧壁上有进气口(1)、出气口(16)，工作电极板(2)的顶部向下开有容纳窗口板(4)的窗口凹槽，窗口凹槽的顶部通过盖板(7)与工作电极板(2)的顶部密封，工作电极板(2)的底部向内开有容纳正极材料涂覆板(5)、隔离环(6)的凹槽(15)，隔离环(6)固定在参比电极板(8)的顶部，工作电极板(2)底部的固定杆(19)穿过参比电极板(8)、对电极板(12)上的通孔后使用螺栓固定，工作电极板(2)、隔离环(6)、参比电极板(8)的中心位置依次开有位于同一轴线上的窗口通孔(3)、隔离通孔(14)、中通口(13)。/n

【技术特征摘要】
1.一种电池电化学原位拉曼光谱测试模具，其特征在于：包括工作电极板(2)，工作电极板(2)的外侧壁上有进气口(1)、出气口(16)，工作电极板(2)的顶部向下开有容纳窗口板(4)的窗口凹槽，窗口凹槽的顶部通过盖板(7)与工作电极板(2)的顶部密封，工作电极板(2)的底部向内开有容纳正极材料涂覆板(5)、隔离环(6)的凹槽(15)，隔离环(6)固定在参比电极板(8)的顶部，工作电极板(2)底部的固定杆(19)穿过参比电极板(8)、对电极板(12)上的通孔后使用螺栓固定，工作电极板(2)、隔离环(6)、参比电极板(8)的中心位置依次开有位于同一轴线上的窗口通孔(3)、隔离通孔(14)、中通口(13)。


2.根据权利要求1所述的一种电池电化学原位拉曼光谱测试模具，其特征在于：所述参比电极板(8)的底部开有环形的容纳密封圈的外凹槽(17)、内凹槽(18)，外凹槽(17)、内凹槽(18)的内径均大于所述中通口(13)的内径。


3.根据权利要求1所述的一种电池电化学原位拉曼光谱测试模具，其特征在于：所述中通口(13)、隔离通孔(14)的内径均大于所述窗口通孔(3)的内径。


4.根据权利要求1所述的一种电池电化学原位拉曼光谱测试模具，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亮，
申请(专利权)人：北京中科万垣科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11