一种放置空间可调的压力原位XRD测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种放置空间可调的压力原位XRD测试装置，包括上法兰组件和下法兰组件，上法兰组件包括调平法兰底座、压片、T型绝缘固定环、调平法兰环，T型绝缘固定环和调平法兰底座连接，压片设置在调平法兰底座内，并通过T型绝缘固定环限定压片在调平法兰底座内位置，调平法兰环和调平法兰底座连接；下法兰组件包括下法兰、调节压台，调节压台和下法兰连接，调节压台与压片接触设置，下法兰和调平法兰环连接；本实用新型专利技术通过调节调压螺丝和弹簧压台之间的相对位置，可调节调压弹簧的压缩状态，从而可调节对待测电极片的压力状态，从而可通过简单的操作，将机械压力作用在电池电极片，实现不同压力下的电化学过程原位XRD测试。实现不同压力下的电化学过程原位XRD测试。实现不同压力下的电化学过程原位XRD测试。

【技术实现步骤摘要】
一种放置空间可调的压力原位XRD测试装置


[0001]本技术涉及压力原位XRD检测
，具体涉及一种放置空间可调的压力原位XRD测试装置。

技术介绍

[0002]随着柔性电子器件的发展，不可避免地需要发展相应的柔性电池和柔性超级电容器技术，因而评估使用过程中外界压力对柔性电池或超级电容器的影响，并研究压力影响机制，成为发展柔性储能技术不可或缺的关键一环。
[0003]X射线衍射技术(XRD)是通过X射线在样品中的衍射现象，定性分析材料的晶体类型、晶体参数、晶体缺陷以及定量分析不同结构相的相对含量的一种表征手段。为提高电池的性能及使用寿命，科研人员需要对电极材料在充放电过程中发生的变化进行详细分析与研究，通过X射线衍射分析，可以获得电极材料在电化学反应中的晶型变化，新物质生成，材料晶粒大小变化及充放电过程中涉及的应力变化等信息，是一种有效实用的研究手段。由于电极材料以及电解液对空气中的氧气以及水蒸气敏感，采用普通的非原位的测试方法，即先将电极材料从电池中拆除后再进行测试，电极材料接触空气会发生反应，继而会给测试结果带来诸多不确定的因素甚至错误信息；除此之外，非原位测试方法单次操作只能得到某单个充(放)电状态对应下的电极材料晶体结构的变化信息，无法得到电极材料在整个充放电过程中，其结构随着电压变化的演变信息。因而人们开发了原位XRD测试技术，无须暂停充放电和拆卸电池，可以精确地连续测定不同电位上电极材料晶体结构在充放电过程中的演变过程。
[0004]电化学反应过程对于外界条件的变化比较敏感。大量实验数据表明，压力对于电池、超级电容器的电化学性能有很大的影响，柔性器件的应用发展则对材料器件在压力下的电化学性能表现和其在压力下的电化学过程演变机制的认知理解提出了更高的要求。目前，现有的与压力有关的原位池专利技术仅涉及提供反应所需的高压气氛条件，不能对电极片施加机械压力。而国家同步辐射中心的高压装置，其加压是通过上下两颗对称的金刚石来对放置在中间的样品施加压力，设备极其复杂与昂贵，施力窗口小且所施加的压力极大，为几百MPa到GPa级别，不能进行常规压力范围内的测试，不能同时进行电化学充放电，且不适合于普通实验室操作。综上所述，已有的原位XRD测试技术可以进行电化学过程的XRD原位测试，但是不能在过程中对电极施加机械压力，观察不同压力下的电化学过程的原位XRD。
[0005]鉴于上述缺陷，本技术创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本技术。

技术实现思路

[0006]为解决上述技术缺陷，本技术采用的技术方案在于，提供一种放置空间可调的压力原位XRD测试装置，包括上法兰组件和下法兰组件，所述上法兰组件包括调平法兰底
座、压片、T型绝缘固定环、调平法兰环，所述T型绝缘固定环和所述调平法兰底座连接，所述压片设置在所述调平法兰底座内，并通过所述T型绝缘固定环限定所述压片在所述调平法兰底座内位置，所述调平法兰环和所述调平法兰底座连接；
[0007]所述下法兰组件包括下法兰、调节压台，所述调节压台和所述下法兰连接，所述调节压台与所述压片接触设置，并可调节所述调节压台对所述压片的施加压力，所述下法兰和所述调平法兰环连接；
[0008]所述调平法兰底座包括圆柱筒型的第一连接部和底板，所述底板在所述第一连接部的端部密封连接，所述T型绝缘固定环包括圆柱筒型的第二连接部和环形限位部，所述环形限位部在所述第二连接部的端部密封连接，所述调平法兰环上设置有固定螺纹孔；
[0009]所述第一连接部内壁上设置第一连接螺纹，所述第一连接部通过所述第一连接螺纹和所述第二连接部螺纹连接，所述环形限位部对应所述第一连接部的端部设置，所述连接部外壁上设置第二连接螺纹，所述连接部通过所述第二连接螺纹和所述固定螺纹孔螺纹连接。
[0010]较佳的，所述压片包括金属圆片和树脂外环，所述树脂外环环形设置在所述金属圆片外侧，所述树脂外环与所述T型绝缘固定环接触设置，所述金属圆片与所述弹簧压台接触设置。
[0011]较佳的，所述树脂外环上设置环形设置有若干流通孔。
[0012]较佳的，所述第二连接部对应所述压片的端部设置有溢流槽，所述溢流槽环形设置，
[0013]较佳的，所述溢流槽的内圈上沿高于所述溢流槽的外圈上沿。
[0014]较佳的，所述溢流槽的内圈上和所述溢流槽的外圈上沿均设置为曲面。
[0015]较佳的，所述第二连接部设置有卸压孔，所述卸压孔两端分别连通所述第二连接部的内部和外部，所述卸压孔设置在所述溢流槽和与所述调平法兰底座螺纹连接的连接段之间。
[0016]较佳的，所述溢流槽的内圈上沿和所述溢流槽的外圈上沿的高度差加上所述压片的厚度等于所述圆形设置槽的深度。
[0017]较佳的，所述固定螺纹孔的螺纹为全螺纹，所述下法兰的上端面上开设有一个圆型环状凹槽，用于固定所述橡胶密封圈。
[0018]较佳的，所述调平法兰底座上设置有铍片，所述铍片一端面和所述调平法兰底座接触设置形成铍窗口，另一端依次设置有电极片、隔膜和对电极片，所述电极片、所述隔膜和所述对电极片固定夹持在所述铍片和所述压片之间，所述电极片和所述铍片接触设置，所述调平法兰底座、所述铍片和所述电极片导电连接，所述调节压台与所述压片接触设置，所述压片与所述对电极片接触设置，所述对电极片、所述压片、所述调节压台、所述下法兰导电连接。
[0019]与现有技术比较本技术的有益效果在于：本技术通过调节所述调压螺丝和所述弹簧压台之间的相对位置，可调节所述调压弹簧的压缩状态，从而可调节对待测电极片的压力状态，从而可通过简单的操作，将机械压力作用在电池电极片，实现不同压力下的电化学过程原位XRD测试。
附图说明
[0020]图1为所述放置空间可调的压力原位XRD测试装置的仰视角结构立体图；
[0021]图2为所述放置空间可调的压力原位XRD测试装置的俯视角结构立体图；
[0022]图3为所述放置空间可调的压力原位XRD测试装置的爆炸结构剖视图；
[0023]图4为所述放置空间可调的压力原位XRD测试装置的结构剖视图；
[0024]图5为所述调平法兰底座的结构视图；
[0025]图6为所述调平法兰环的结构视图；
[0026]图7为所述T型绝缘固定环的结构视图；
[0027]图8为所述压片的结构视图。
[0028]图中数字表示：
[0029]1‑
调平法兰底座；2
‑
压片；3
‑
T型绝缘固定环；4
‑
调平法兰环；5
‑
橡胶密封圈；6
‑
上电极片；7
‑
上电极片固定螺栓；8
‑
绝缘环；9
‑
下法兰；10
‑
调压螺丝；11
‑
调压弹簧；12
‑
弹簧压台；13
‑
下电极片；14
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种放置空间可调的压力原位XRD测试装置，其特征在于，包括上法兰组件和下法兰组件，所述上法兰组件包括调平法兰底座、压片、T型绝缘固定环、调平法兰环，所述T型绝缘固定环和所述调平法兰底座连接，所述压片设置在所述调平法兰底座内，并通过所述T型绝缘固定环限定所述压片在所述调平法兰底座内位置，所述调平法兰环和所述调平法兰底座连接；所述下法兰组件包括下法兰、调节压台，所述调节压台和所述下法兰连接，所述调节压台与所述压片接触设置，并可调节所述调节压台对所述压片的施加压力，所述下法兰和所述调平法兰环连接；所述调平法兰底座包括圆柱筒型的第一连接部和底板，所述底板在所述第一连接部的端部密封连接，所述T型绝缘固定环包括圆柱筒型的第二连接部和环形限位部，所述环形限位部在所述第二连接部的端部密封连接，所述调平法兰环上设置有固定螺纹孔；所述第一连接部内壁上设置第一连接螺纹，所述第一连接部通过所述第一连接螺纹和所述第二连接部螺纹连接，所述环形限位部对应所述第一连接部的端部设置，所述第一连接部外壁上设置第二连接螺纹，所述第一连接部通过所述第二连接螺纹和所述固定螺纹孔螺纹连接。2.如权利要求1所述的放置空间可调的压力原位XRD测试装置，其特征在于，所述压片包括金属圆片和树脂外环，所述树脂外环环形设置在所述金属圆片外侧，所述树脂外环与所述T型绝缘固定环接触设置，所述金属圆片与所述调节压台接触设置。3.如权利要求2所述的放置空间可调的压力原位XRD测试装置，其特征在于，所述树脂外环上设置环形设置有若干流通孔。4.如权利要求3所述的放置空间...

【专利技术属性】
技术研发人员：张青，袁高志，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：新型
国别省市：