[實用新型]一種鋰空氣電池原位X射線吸收譜反應池

有效

• 申請號: 201820287271.3
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN207586147U
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 黃偉峰
• 申請（專利權）人: 北京中研環科科技有限公司
• 主分類號: G01N23/20008
• 分類號: G01N23/20008
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 王亞洲

本實用新型公開了一種鋰空氣電池原位X射線吸收譜反應池，包括自上而下連接的陽極上蓋、陽極、陰極、陰極端蓋，陽極包括陽極主板，陰極包括陰極主板；陽極上蓋上設有第一通孔；陽極主板上設有上中心孔和下中心孔，上中心孔與下中心孔由隔板隔開，隔板上設置有透光孔和通氣孔，上中心孔上端設有第一鈹窗；陰極主板上設有第二通孔，第二通孔下端設有第二鈹窗；陰極端蓋上設有第三通孔；下中心孔內設有壓力加載裝置，壓力加載裝置上依次設有第三鈹窗、鋰片、隔膜及待測樣品；陽極主板上設有與上中心孔連通的氣路，氣路遠離上中心孔的端部設有針閥，本實用新型的優點在于，對鋰空氣電池的電極材料在充放電過程中進行原位X射線吸收譜檢測，提高精度。

技術領域

本實用新型屬于材料表征技術領域，具體涉及一種鋰空氣電池原位X射線吸收譜反應池。

背景技術

伴隨著經濟社會的飛速發展，能源問題和環境問題備受矚目。由于環境污染問題會極大地阻礙社會經濟發展的進一步可持續發展，因此尋找環境友好的能源技術迫在眉睫。自1991年索尼將鋰離子電池產業化以來，以金屬鋰為基礎的電池引領了高性能電池的發展，然而以它現有的能量密度、成本、及安全性并不能滿足當今新能源領域發展的需求，而鋰空氣電池因其比能量密度高以及對環境友好的特性受到了越來越廣泛的關注。

在目前鋰空氣電池的發展過程中仍存在一些問題，例如，鋰空氣電池所用電解液在電池反應中會有不同程度的分解，造成不可逆產物的生成和自身的消耗；放電產物在空氣電機上沉積而堵塞空氣電機孔道引起終止放電；需要虛招廉價高效的催化劑以降低充電電壓、提高循環性能等；這些問題都需要通過研究鋰空氣電池充放電過程中的反應機理如電荷的轉移、反應物的生成、電極材料的結構變化、電解液及催化劑的性質等來幫助優化鋰空氣電池的設計及性能改善。

在對鋰空氣電池材料及充放電過程研究中，傳統表征手段受到時間和空間尺度等多方面的限制，并且對于電解液及其中的物質變化等方面的表征存在較大困難；目前對于鋰空氣電池的電極材料結構的研究普遍采用非原位表征手段，即將鋰空氣電池中的電極材料充放電至一定電壓，再將其取出至檢測儀器中進行相應檢測，該過程中電極材料會與空氣中的氧氣、二氧化碳及水蒸氣等多種介質發生作用，進而影響最終的電極材料結構研究。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題在于：采用傳統非原位表征方式對鋰空氣電極材料進行非原位表征時，電極材料與空氣中各種介質接觸，進而導致最終對電極材料結構研究出現偏差。

本實用新型采用以下技術方案解決上述技術問題：

一種鋰空氣電池原位X射線吸收譜反應池，包括陰極和陽極，所述陰極包括陰極主板，所述陽極包括陽極主板，還包括陽極上蓋、陰極端蓋、氣路和壓力加載裝置，所述陽極上蓋、陽極主板、陰極主板、陰極端蓋自上而下依次可拆卸連接；陽極上蓋上設有第一通孔；陽極主板上端面設有上中心孔，所述上中心孔上端設有第一鈹窗，陽極主板下端面設有下中心孔，上中心孔與下中心孔通過隔板隔開，所述隔板上設置有透光孔和通氣孔；所述陰極主板上設有第二通孔，所述第二通孔下端設有第二鈹窗；所述陰極端蓋上設有第三通孔；所述壓力加載裝置設置在下中心孔內，壓力加載裝置包括墊片和彈簧，所述墊片截面呈T型，包括水平部和豎直部，墊片上設有貫穿墊片的第四通孔，所述彈簧套設在豎直部上，彈簧的上端與水平部下端面接觸、下端與陰極主板接觸，當壓力加載裝置受到向下的壓力時，彈簧被壓縮，墊片向下移動；墊片上端面上依次放置有第三鈹窗、鋰片、隔膜及待測樣品；所述第一通孔、第一鈹窗、上中心孔、透光孔、下中心孔、待測樣品、隔膜、鋰片、第三鈹窗、墊片、第四通孔、第二通孔、第二鈹窗及第三通孔均同軸設置；所述氣路設置在陽極主板上，氣路為兩個，且兩個氣路均與上中心孔連通，氣路遠離上中心孔的端部設有針閥。

優選地，本實用新型所述的一種鋰空氣電池原位X射線吸收譜反應池，所述通氣孔為多個，且均布在以透光孔中心為圓心的圓上。

優選地，本實用新型所述的一種鋰空氣電池原位X射線吸收譜反應池，所述透光孔孔徑為2mm；所述通氣孔孔徑為0.5mm。