本发明专利技术提供一种极片的电极电位测量装置和方法，该装置包括：载物台、参比电极探头、第一驱动部和第二驱动部；其中，载物台用于承载待测极片；参比电极探头用于接触待测极片，以测量待测极片中参比电极探头所接触区域的电极电位；第一驱动部连接于参比电极探头，驱动参比电极探头沿垂直于待测极片的方向往复运动；第二驱动部用于驱动第一驱动部或载物台移动，以使得参比电极探头覆盖待测极片的表面的至少部分。本发明专利技术通过电极电位测量装置实现极片的大面积电极电位测量，以此来表征大范围极片的锂浓度分布，进而实现对极片的电化学反应过程进行判断。过程进行判断。过程进行判断。
【技术实现步骤摘要】
极片的电极电位测量装置和方法
[0001]本专利技术属于锂电池
，具体涉及一种极片的电极电位测量装置和极片的电极电位测量方法。
技术介绍
[0002]正负极材料在充放电过程中发生锂离子的嵌入和脱出，锂离子浓度分布与极片的荷电状态直接相关，与极片膨胀/收缩时的应力和应变也密切关联。通过表征电极片锂浓度分布可以获得诸多与电极反应相关的重要信息，例如充放电过程、失效分析等。极片过压实、电解液浸润不足或者一些内部缺陷如团聚、异物、气泡等也会显著影响相应区域的锂浓度分布。研究人员已经可以通过多种方式观察或检测激活电极片的锂浓度分布，例如通过石墨电极颜色变化判断嵌锂程度，颜色从最初的深灰色转变为深蓝色和红色，最后全部变化为金色，光学显微技术可以帮助更精细化判断，通过颜色判断法存在人为偏差。更高端的原位分析技术例如中子衍射、X射线衍射技术、拉曼光谱技术等被用于检测嵌锂程度和析锂，这些方法一般都是对极片截面成像分析，不能全面说明整个极片的锂分布情况。拆解电芯分析整张极片异常区域是一种简单方法，人为判断依然无法定量分析；将拆解极片经真空转移盒转移到扫描电子显微镜中寻找锂枝晶特殊形貌也是常见的检测方法，电镜观察法的不足是难以对大面积极片进行检测。
[0003]综上来说，现有检测极片的锂浓度分布的方法存在如下不足：
[0004]
技术实现思路
[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种极片的电极电位测量装置和极片的电极电位测量方法，以通过测量极片的大面积的电极电位来表征大范围极片的锂浓度分布，进而实现对极片的电化学反应过程进行判断。
[0006]为了解决或者一定程度上改善上述技术问题，根据本专利技术一方面，提供一种极片的电极电位测量装置，包括：载物台、参比电极探头、第一驱动部和第二驱动部；
[0007]其中，所述载物台用于承载待测极片；
[0008]所述参比电极探头用于接触所述待测极片，以测量所述待测极片中所述参比电极探头所接触区域的电极电位；
[0009]所述第一驱动部连接于所述参比电极探头，驱动所述参比电极探头沿垂直于所述待测极片的方向往复运动；
[0010]所述第二驱动部用于驱动所述第一驱动部或所述载物台移动，以使得所述参比电极探头覆盖所述待测极片的表面的至少部分。
[0011]在一些实施方式中，所述参比电极探头包括探头外壳、参比电极和隔膜；
[0012]其中，所述参比电极设置于所述探头外壳内，所述探头外壳内存储有电解液；
[0013]所述探头外壳的一端设置有开口，所述隔膜覆盖所述开口，在所述第一驱动部驱动所述参比电极探头接触所述待测极片时，所述参比电极接触所述隔膜的一侧，所述隔膜的另一侧接触所述待测极片。
[0014]在一些实施方式中，所述探头外壳包括第一壳体和第二壳体；
[0015]其中，所述参比电极穿设于所述第一壳体内，所述第二壳体可滑动的套设于所述第一壳体的一端；
[0016]所述第一壳体和所述第二壳体内设置有弹性件，所述弹性件的两端分别抵顶于所述第一壳体和所述第二壳体；
[0017]所述开口设置于所述第二壳体远离所述第一壳体的一端上，在所述第一驱动部驱动下，所述第一壳体压缩所述弹性件，所述参比电极的一端接触所述隔膜的所述一侧。
[0018]在一些实施方式中，所述隔膜设置于所述第二壳体的所述一端的外侧。
[0019]在一些实施方式中，所述第一壳体上设置有注液孔。
[0020]在一些实施方式中，所述第一驱动部包括Z轴导向单元和第一驱动器，所述第二驱动部包括第一X轴导向单元、第一Y轴导向单元、第二驱动器和第三驱动器；
[0021]所述参比电极探头和所述第一驱动器设置于所述Z轴导向单元上，所述第一驱动器连接于所述参比电极探头，以驱动所述参比电极探头沿垂直于所述待测极片的方向往复运动；
[0022]所述Z轴导向单元连接于所述第一X轴导向单元，所述第二驱动器设置于所述Z轴导向单元或所述第一X轴导向单元上，以驱动所述Z轴导向单元沿所述第一X轴导向单元移动；
[0023]所述第一X轴导向单元连接于所述第一Y轴导向单元，所述第三驱动器设置于所述第一X轴导向单元或所述第一Y轴导向单元上，以驱动所述第一X轴导向单元沿所述第一Y轴导向单元移动；
[0024]所述第一Y轴导向单元设置于所述载物台上，且平行于所述待测极片的侧边。
[0025]在一些实施方式中，所述X轴导向单元和所述Y轴导向单元上均设置有测距模块，以检测所述参比电极探头沿X轴和Y轴的移动距离。
[0026]在一些实施方式中，所述第一驱动部包括Z轴导向单元和第一驱动器，所述第二驱动部包括第二X轴导向单元、第二Y轴导向单元、第四驱动器和第五驱动器；
[0027]所述Z轴导向单元设置于所述载物台上方，所述参比电极探头和所述第一驱动器设置于所述Z轴导向单元上，所述第一驱动器连接于所述参比电极探头，以驱动所述参比电极探头沿垂直于所述待测极片的方向往复运动；
[0028]所述第二X轴导向单元连接于第二Y轴导向单元，且设置于所述载物台下侧，所述第四驱动器连接于所述第一X轴导向单元，以驱动所述载物台沿X轴移动，所述第五驱动器连接于所述第二Y轴导向单元，以驱动所述载物台沿Y轴移动。
[0029]在一些实施方式中，所述装置还包括真空泵，连接于所述载物台，以对所述载物台放置所述待测极片的区域抽真空。
[0030]根据本专利技术的另一方面，提供一种极片的电极电位测量方法，基于上述任一实施方式的极片的电极电位测量装置，所述方法包括：
[0031]步骤一，所述待测极片放置于所述载物台，所述待测极片的极耳电连接于工作站的正极，所述参比电极探头电连接于所述工作站的负极；
[0032]步骤二，控制所述第二驱动部驱动所述参比电极探头在平行于所述待测极片的平面内移动，控制所述第一驱动部驱动所述参比电极探头接触所述待测极片的表面，以形成通路测量所述待测极片中所述参比电极探头接触区域的电极电位；
[0033]步骤三，重复执行所述步骤二，以检测所述待测极片多个区域的电极电位，并生成所述待测极片的电极电位图。
[0034]本专利技术与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本专利技术的一种极片的电极电位测量装置和极片的电极电位测量方法，可以达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：
[0035]本专利技术通过第一驱动部和第二驱动部的设置，使得参比电极探头能够通过位置的改变实现对待测极片的全面覆盖，测量出待测极片中多个位置处的电极电位，生成待测极片的电极电位图，进而根据待测极片的电极电位图确定待测极片的锂浓度分布。解决了通过极片颜色变化判断时的人为偏差的问题，相较于定量分析方法(中子衍射法、X射线衍射法、拉曼光谱法等)采用的昂贵的设备，本专利技术的装置成本低，且可以实现对完整极片的快速检测，相较于电镜微纳米区域观察法，可实现宏观尺寸上的大视野检测(整个极片任意位置)，检本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种极片的电极电位测量装置，其特征在于，包括：载物台、参比电极探头、第一驱动部和第二驱动部；其中，所述载物台用于承载待测极片；所述参比电极探头用于接触所述待测极片，以测量所述待测极片中所述参比电极探头所接触区域的电极电位；所述第一驱动部连接于所述参比电极探头，驱动所述参比电极探头沿垂直于所述待测极片的方向往复运动；所述第二驱动部用于驱动所述第一驱动部或所述载物台移动，以使得所述参比电极探头覆盖所述待测极片的表面的至少部分。2.根据权利要求1所述的极片的电极电位测量装置，其特征在于，所述参比电极探头包括探头外壳、参比电极和隔膜；其中，所述参比电极设置于所述探头外壳内，所述探头外壳内存储有电解液；所述探头外壳的一端设置有开口，所述隔膜覆盖所述开口，在所述第一驱动部驱动所述参比电极探头接触所述待测极片时，所述参比电极接触所述隔膜的一侧，所述隔膜的另一侧接触所述待测极片。3.根据权利要求2所述的极片的电极电位测量装置，其特征在于，所述探头外壳包括第一壳体和第二壳体；其中，所述参比电极穿设于所述第一壳体内，所述第二壳体可滑动的套设于所述第一壳体的一端；所述第一壳体和所述第二壳体内设置有弹性件，所述弹性件的两端分别抵顶于所述第一壳体和所述第二壳体；所述开口设置于所述第二壳体远离所述第一壳体的一端上，在所述第一驱动部驱动下，所述第一壳体压缩所述弹性件，所述参比电极的一端接触所述隔膜的所述一侧。4.根据权利要求3所述的极片的电极电位测量装置，其特征在于，所述隔膜设置于所述第二壳体的所述一端的外侧。5.根据权利要求3所述的极片的电极电位测量装置，其特征在于，所述第一壳体上设置有注液孔。6.根据权利要求1
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4中任一项所述的极片的电极电位测量装置，其特征在于，所述第一驱动部包括Z轴导向单元和第一驱动器，所述第二驱动部包括第一X轴导向单元、第一Y轴导向单元、第二驱动器和第三驱动器；所述参比电极探头和所述第一驱动器设置于所述Z轴导向单元上，所述第一驱动器连接于所述参比电极探头，以驱动所述参比电极探头沿垂直于所述待测极片的方向往复运动；所述Z轴导向单元连接于所述第一X轴导向单元，所述第二驱动器设置于所述Z轴...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪洋，宁海龙，高加勇，丛琳，
申请(专利权)人：蔚来汽车科技安徽有限公司，
类型：发明
国别省市：
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