[發明專利]用于原位X射線衍射測試的類軟包電池裝置及組裝方法

在審

• 申請號: 202010784168.1
• 申請日: 2020-08-06
• 公開（公告）號: CN111948237A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 賴蘭芳;潘瑾;楊凡
• 申請（專利權）人: 廈門廈鎢新能源材料股份有限公司
• 主分類號: G01N23/20025
• 分類號: G01N23/20025;G01N23/207;H01M10/0525;H01M10/058
• 代理公司: 廈門市精誠新創知識產權代理有限公司 35218
• 代理人: 戚東升

1.一種用于原位X射線衍射測試的類軟包電池裝置，其特征在于包括類軟包電池與外置夾具：

類軟包電池，其從一側到另一側依次包括具有敞口的鋁塑膜、鈹窗、正極集流體、活性材料、隔膜、負極材料、PI固定片、負極集流體與鋁塑膜，鈹窗固定在鋁塑膜的敞口內側作為衍射窗口和定位窗口，兩側的鋁塑膜作為電池外殼起密封作用；

外置夾具，其包括兩塊硬質板用來夾緊上述類軟包電池，其中一塊板中心處開口并對準衍射窗口以保證X射線可以透進電池內部及正常充放電的進行。

2.根據權利要求1所述的一種用于原位X射線衍射測試的類軟包電池裝置，其特征在于：鈹窗是通過PI膠帶沿圓周固定在鋁塑膜的敞口內側。

3.根據權利要求1所述的一種用于原位X射線衍射測試的類軟包電池裝置，其特征在于：正、負極集流體分別為在測試電位區間內穩定的金屬材料，如鋁箔與銅箔，其中鋁箔厚度小于10微米，進一步可以為打孔或網狀金屬箔。

4.根據權利要求1所述的一種用于原位X射線衍射測試的類軟包電池裝置，其特征在于：隔膜的面積大于正、負集流體的面積，鋁塑膜比正、負極集流體面積略大，以預留出產氣的空間。

5.根據權利要求1所述的一種用于原位X射線衍射測試的類軟包電池裝置，其特征在于：活性材料是鈷酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰中的一種，負極材料為鋰箔、硅材料或氧化亞硅材料中的一種。

6.根據權利要求1所述的一種用于原位X射線衍射測試的類軟包電池裝置，其特征在于：外置夾具寬度小于電池的長度，夾住包含有電極的部分，作用是保證電池內部的電接觸良好且將電池產生的氣體趕到預留空間。

7.根據權利要求1所述的一種用于原位X射線衍射測試的類軟包電池裝置，其特征在于：外置夾具的兩塊硬質板為硬質薄板，四角分別配套有螺絲螺母，外置夾具的硬質板的基材為無機或有機或無機-有機復合絕緣材料，其實體結構為具有一定剛度的板材。

8.一種用于原位X射線衍射測試的類軟包電池裝置的組裝方法，其特征在于包含以下步驟：

S1：待測電極的制備：將待表征的正極材料調成漿料，攪拌均勻后分別直接涂覆至多孔或網狀集流體中心形成正極涂層，烘干并點焊極耳待用；

S2：對電極準備：對電極設置在多孔或網狀的負極集流體中心，對電極直徑大于正極涂層，焊接極耳待用；

S3：將鋁塑膜，PI膠帶，PI固定片與隔膜進行充分地除水措施，將鈹窗固定貼合在敞口鋁塑膜內側；

S4：將S1、S2和S3中的各材料轉移至干燥房中，將負極集流體與PI固定片對齊，將鋰箔嵌入大小相同的固定框中，滴加適量電解液，用隔膜覆蓋住PI固定片；

S5：在正極涂層上滴加電解液，反扣在S4隔膜上，并與隔膜另一側的負極集流體與PI固定片對齊；

S6：將此整體用較大于集流體面積的鋁塑膜夾住，調整位置，用熱封機封住三個邊，留出一個敞口，用真空封口機抽出多余電解液并封口，即制備好原位類軟包電池；

S7：將組裝好的電池固定在外置夾具的中心，夾具開口位置對準衍射窗口位置。

9.根據權利要求8所述的一種用于原位X射線衍射測試的類軟包電池裝置的組裝方法，其特征在于還包括：

S8：夾具夾持的類軟包電池靜置一定時間，移入X射線衍射儀的樣品架，先大致固定電池位置，再掃描金屬鈹的特征峰區間，通過與標準峰位對比，進一步調整電池的高度；

S9：電池的高度確定之后就可以將正負極極耳與充放電儀相連，開啟X射線衍射測試程序并啟動電池測試程序，即可進行X射線衍射原位電池測試。