[發明專利]電池循環過程原位觀測工裝及其方法

在審

• 申請號: 201911050801.8
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN110967343A
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 陳英龍;周培俊;丁美超;毛楠楠;姜偉;張俊玉;伍紹中
• 申請（專利權）人: 天津力神電池股份有限公司
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G01R31/385;H01M10/058
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 李文洋

1.一種電池循環過程原位觀測工裝，其特征在于：包括左夾塊、右夾塊、緊固螺栓以及玻璃上蓋；所述左夾塊和右夾塊的上部用于夾緊電池，玻璃上蓋通過樹脂與所述電池的上部連接，在左夾塊和右夾塊的中部設有用于調整電池的調整區域，所述緊固螺栓與所述左夾塊和右夾塊螺紋連接將二者固定。

2.根據權利要求1所述的電池循環過程原位觀測工裝，其特征在于：所述左夾塊和右夾塊的下部分別設有兩個半圓形凹槽，兩個半圓形凹槽之間設有定位柱。

3.一種利用權利要求1或2所述工裝的鋰離子電池循環過程原位觀測方法，其特征在于：步驟如下：

(1)將電池夾在左夾塊和右夾塊中間，從左、右夾塊上端面露出部分電池，并且將電池固定后，沿夾具上表面平切電池，使電池上表面平整光滑，作為電池循環觀測窗口；

(2)按比例混合好的樹脂與固化劑混合溶液，在玻璃上蓋上涂上一層樹脂溶液，靜置一段時間，到溶液變成凝膠態；

(3)將不再流動的凝膠態上蓋，居中貼合到電池循環觀測窗口上，保證電池循環觀測窗口及電池夾緊工裝上表面完全被凝膠覆蓋，然后在一定的壓力下保持到凝膠態完全固化，完成觀測樣本制作；

(4)利用本裝置并配合化成充放電設備及高倍率光學顯微鏡來觀測鋰電池循環過程中負極嵌、脫鋰現象，實現了鋰離子電池充放電循環過程的可視化。

4.根據權利要求3所述的鋰離子電池循環過程原位觀測方法，其特征在于：在步驟(1)中夾具上端面露出的部分電池包含內部極組，切削后可見清晰正負極片及隔膜。

5.根據權利要求3所述的鋰離子電池循環過程原位觀測方法，其特征在于：所述步驟(2)中樹脂與固化劑的比例10:1到2:1，依據固化時間來確定比例。

6.根據權利要求3所述的鋰離子電池循環過程原位觀測方法，其特征在于：所述步驟(2)中溶液的長、寬要求覆蓋電池觀測窗口及夾具上表面，涂液厚度為0.2～0.5mm厚。

7.根據權利要求3所述的鋰離子電池循環過程原位觀測方法，其特征在于：所述步驟(2)中靜置時間由不同樹脂與固化劑混合比例決定，判斷依據為玻璃傾斜45°角，溶液不流動。

8.根據權利要求3所述的鋰離子電池循環過程原位觀測方法，其特征在于：所述步驟(3)中一定的壓力要根據上表面玻璃厚度來確定，可控制在0.5Kgf～1Kgf之間。

9.根據權利要求3所述的鋰離子電池循環過程原位觀測方法，其特征在于：所述步驟(3)中保持到凝膠態完全固化，可采用倒置電池夾具，頂蓋不掉落來判斷。