一种用于水系碘电池的原位实时表征方法技术

本发明专利技术提供一种用于水系碘电池的原位实时表征方法。所述方法包括：在水系碘电池处于工作状态时，采用拉曼光谱法对水系碘电池进行持续或者间歇性检测，获得水系碘电池在选定时间区间内的拉曼光谱数据；将拉曼光谱数据中的拉曼特征峰与水系碘电池中的指定物质对应；获取并分析拉曼特征峰在选定时间区间内的位置和/或强度变化信息；根据位置和/或强度变化信息，分析指定物质在电池工作时的变化情况，并据此分析水系碘电池的电化学反应信息。本发明专利技术提供的方法能够对电池内部进行实时的微观监测，并基于收集到的拉曼信息对电池中相关物质的存在状态、浓度变化、迁移特征等信息进行实时分析，据此研究电化学反应信息，从而指导和优化电池设计。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水系碘电池监测，具体涉及一种用于水系碘电池的原位实时表征方法。

技术介绍

1、水系电池由其基于不可燃水介质的固有安全性能和金属阳极的低成本、高能量密度的特点，被认为是最具竞争力的候选电池之一。其中水系碘电池因其固有的安全性、天然丰度广、成本低等优点而受到广泛关注。固态碘(i2)具有良好的可操作性和电化学稳定性。且碘储量丰富、理论容量(422mah g-1)高和理论氧化还原电位(i0/i+：1.07v vs.she)高的优势，成为了一种具有发展潜力的水系电池正极材料。此外，i2正极的i-/i0/i+固/液转化反应也避免了在其他嵌入/脱出机制材料中常见的电极结构坍塌的问题。目前，各种水系金属-i2电池的研究开发已经取得了长足的进步，如li-i2、al-i2和zn-i2等等。然而，金属负极在循环过程中出现的一系列问题制约了这些电池体系的进一步发展。具体来说，金属负极的枝晶生长和腐蚀会导致电池容量的快速衰减和短路；碘阴离子与金属负极形成的非电化学活性产物也会导致i2正极的不可逆程度增加和循环寿命的缩短，产生类似锂/硫电池体系中的穿梭效应。因此，实现电本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于水系碘电池的原位实时表征方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于水系碘电池的原位实时表征方法，其特征在于，还包括：在进行拉曼检测的同时，对所述水系碘电池进行循环伏安测试以获得循环伏安曲线，利用拉曼光谱数据获得与所述循环伏安曲线实时对应的指定物质的变化情况，从而分析水系碘电池的电化学反应信息与电压和/或电流之间的对应关系。

3.根据权利要求1所述的用于水系碘电池的原位实时表征方法，其特征在于：所述选定时间区间至少覆盖一个完整的电化学循环过程，从而根据所述拉曼光谱数据得到所述指定物质在电化学循环过程中的周期性变化特征；根据所述周期性变化特征分...

【技术特征摘要】

1.一种用于水系碘电池的原位实时表征方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于水系碘电池的原位实时表征方法，其特征在于，还包括：在进行拉曼检测的同时，对所述水系碘电池进行循环伏安测试以获得循环伏安曲线，利用拉曼光谱数据获得与所述循环伏安曲线实时对应的指定物质的变化情况，从而分析水系碘电池的电化学反应信息与电压和/或电流之间的对应关系。

3.根据权利要求1所述的用于水系碘电池的原位实时表征方法，其特征在于：所述选定时间区间至少覆盖一个完整的电化学循环过程，从而根据所述拉曼光谱数据得到所述指定物质在电化学循环过程中的周期性变化特征；根据所述周期性变化特征分析所述水系碘电池的电化学反应信息。

4.根据权利要求1所述的用于水系碘电池的原位实时表征方法，其特征在于：采用拉曼光谱法对所述水系碘电池的正极、负极、电解液和/或隔膜上的一个或多个选定位点进行检测。

5.根据权利要求1所述的用于水系碘电池的原位实时表征方法，其特征在于：所述水系碘电池包括锌-碘电池、锂-碘电池、硫-碘电池、铁-碘电池、铝-碘电池或者锂/钠-碘电池。

6.根据权利要求1所述的水系碘电池的原位实时表征方法，其特征在于，采用...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛竹，李冉冉，程博文，赵博然，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：发明
国别省市：