一种基于金刚石NV色心的电池性能测试系统和测试方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于金刚石NV色心的电池性能测试系统和测试方法,测试系统包括：电池测试装置和NV色心探测装置；电池测试装置用于对电池进行电化学测试并且调控电池充放电过程中所感受到的磁场、温度、压强等环境变量；NV色心探测装置包括：待测电池容置器、光信号激发设备、磁共振调控设备和光信号收集处理设备。电池电化学反应带来的物理和化学性质变化会影响NV色心的自旋量子态，进而引起NV荧光性质的变化。通过记录分析充放电过程中电池内部或近邻NV色心的光探磁共振信号，结合外场调控参数的控制，可定量获得电池的物化性质。本发明专利技术可实现电池内部或近邻磁场、温度、压强等参数的空间分辨成像，以及监测其随时间演化过程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池性能检测装置，尤其涉及一种基于金刚石nv色心的电池性能测试系统和测试方法。

技术介绍

1、电池被广泛应用于储能和动力领域，在手机、笔记本电脑、新能源汽车等领域被大范围使用，成为人们生活中不可或缺的一部分。为保证电池的安全稳定使其可靠运行，电池的状态检测就成了重要的课题。通过电化学手段进行电压、电流、容量、阻抗等测试是一种间接测试手段，而且很多物理参数比如磁场等无法通过电化学手段进行检测。同时传统方法经常表征的是电池整体的性质，检测数据包含了正负极活性物质、电解液以及集流体等多种电池内部成分，很难精确表征电池内部某一特定组分的物理性质。想要精确了解电池循环后的状态，无损探测领域仍有很多困难。而在电池循环过程中的原位探测挑战更大，所获得的信息也更具价值。发展一种新型原位无损探测技术对于电池研究领域有巨大的意义。

2、金刚石nv色心(nitrogen-vacancy center)是常见于金刚石中的一种原子点缺陷，具有荧光强度稳定、尺寸小、电子自旋相干时间长等优秀特点，而且可在极其宽泛的温度、压强、磁场下工作，包括电化学测试所需的复本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于金刚石NV色心的电池性能测试系统，其特征在于，所述测试系统包括：电池测试装置和NV色心探测装置；

2.根据权利要求1所述的基于金刚石NV色心的电池性能测试系统，其特征在于，所述电池测试装置包括：充放电测试仪、环境磁场调控和测试设备、电池外部给压和测试设备、环境温度调控和测试设备中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的基于金刚石NV色心的电池性能测试系统，其特征在于，所述光源包括波长低于637nm的激光或宽谱光源。

4.根据权利要求1所述的基于NV色心的电池性能表征测试系统，其特征在于，当所述NV色心置于所述电池的内部活性材料中时，所述电池...

【技术特征摘要】

1.一种基于金刚石nv色心的电池性能测试系统，其特征在于，所述测试系统包括：电池测试装置和nv色心探测装置；

2.根据权利要求1所述的基于金刚石nv色心的电池性能测试系统，其特征在于，所述电池测试装置包括：充放电测试仪、环境磁场调控和测试设备、电池外部给压和测试设备、环境温度调控和测试设备中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的基于金刚石nv色心的电池性能测试系统，其特征在于，所述光源包括波长低于637nm的激光或宽谱光源。

4.根据权利要求1所述的基于nv色心的电池性能表征测试系统，其特征在于，当所述nv色心置于所述电池的内部活性材料中时，所述电池包括：透明电池壳、正极极片、负极极片、电解液、正极极耳和负极极耳；所述正极极片、负极极片和电解液在所述透明电池壳的内部；所述正极极耳和负极极耳分别连接正极极片和负极极片并延伸到所述透明电池壳的外部；所述正极极片与所述负极极片通过绝缘载体绝缘隔离；

5.根据权利要求1所述的基于金刚石nv色心的电池性能测试系统，其特征在于，当所述nv色心置于所述电池的...

【专利技术属性】
技术研发人员：索鎏敏，刘刚钦，刘秉航，商延兴，郑慧婕，陈修齐，
申请(专利权)人：中国科学院物理研究所，
类型：发明
国别省市：