[發(fā)明專利]一種中子原位裝置在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010940214.2 | 申請日： | 2020-09-09 |
| 公開（公告）號： | CN112151898A | 公開（公告）日： | 2020-12-29 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 陳東風(fēng);劉榮燈;孫凱;劉蘊韜;李天富;王子軍;郭浩 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國原子能科學(xué)研究院 |
| 主分類號： | H01M10/48 | 分類號： | H01M10/48;H01M10/0525;H01M10/054 |
| 代理公司： | 北京天悅專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11311 | 代理人： | 田明;任曉航 |
| 地址： | 102413 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 中子 原位 裝置 | ||
本發(fā)明屬于中子散射技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種中子原位裝置，包括由密封圈(5)和片狀的正極、片狀的負極共同構(gòu)成的一個腔體(9)，腔體(9)用于盛放電解液和隔膜包裹的活性物質(zhì)；正極包括依次層疊設(shè)置的第一支撐體(1)、連結(jié)層(2)、正極集流器(3)、正極材料(4)；負極包括依次層疊設(shè)置的第二支撐體(8)、負極集流器(7)、負極材料(6)。本發(fā)明提供了一種全新的采用中子反射譜儀原位測量鋰/鈉離子電池固體電解質(zhì)界面膜微觀結(jié)構(gòu)的裝置；與其他測量鋰/鈉離子電池固體電解質(zhì)界面膜微觀結(jié)構(gòu)的設(shè)備相比，本發(fā)明是非破壞性的原位測量，能夠在工況下直接測量，因此能獲得同一電池不同狀態(tài)下的固體電解質(zhì)界面膜結(jié)構(gòu)。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于中子散射技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種中子原位裝置。
背景技術(shù)
中子反射譜儀是測量樣品表面/界面粗糙度，各層厚度和成分等微觀結(jié)構(gòu)信息的儀器，廣泛應(yīng)用于研究磁性薄膜、聚合物中薄膜的界面結(jié)構(gòu)、生物膜等。因為中子對輕元素、同位素和近鄰元素敏感，還具有深穿透性和抗干擾性等特點，所以從理論上講中子反射譜儀適合測量鋰/鈉離子電池固體電解質(zhì)界面膜微觀結(jié)構(gòu)。鋰/鈉離子電池固體電解質(zhì)界面膜的微觀結(jié)構(gòu)不僅與電池充放電次數(shù)，充放電時間、充放電電壓電流等有密切關(guān)聯(lián)，而且這種膜易被空氣中的氧氣氧化，易與空氣中的水蒸氣反應(yīng)，因此幾乎沒有設(shè)備能全面獲得鋰/鈉離子電池固體電解質(zhì)界面膜的微觀結(jié)構(gòu)信息，中子反射譜儀甚至不能直接開展其測量工作。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的時是提供一種采用中子反射譜儀原位測量鋰/鈉離子電池固體電解質(zhì)界面膜的微觀結(jié)構(gòu)信息的裝置，以便較全面獲得鋰/鈉離子電池固體電解質(zhì)界面膜的微觀結(jié)構(gòu)信息。
為達到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種中子原位裝置，其中，包括由密封圈和片狀的正極、片狀的負極共同構(gòu)成的一個腔體，所述腔體用于盛放電解液和隔膜包裹的活性物質(zhì)；所述正極包括依次層疊設(shè)置的第一支撐體、連結(jié)層、正極集流器、正極材料；所述負極包括依次層疊設(shè)置的第二支撐體、負極集流器、負極材料。
進一步，所述活性物質(zhì)是單質(zhì)鋰，或者單質(zhì)鈉，或者鋰鹽，或者鈉鹽。
進一步，
在所述正極中，所述第一支撐體位于所述密封圈的一端開口上，所述連結(jié)層、所述正極集流器和所述正極材料位于所述腔體內(nèi)部；
在所述負極中，所述第二支撐體位于所述密封圈的另一端開口上，所述負極集流器和所述負極材料位于所述腔體內(nèi)部。
進一步，所述第一支撐體和所述第二支撐體為單晶硅片或二氧化硅片，厚度為0.2mm-3mm或8mm-45mm；面積為5cm2-100cm2。
進一步，所述連結(jié)層是設(shè)置在所述第一支撐體上的鍍層，材質(zhì)為鈦、鉑或鉻，厚度為2nm-15nm。
進一步，所述正極集流器是設(shè)置在所述連結(jié)層上的鍍層，材質(zhì)為金、鉑或鋁，厚度為10nm-60nm。
進一步，所述負極集流器是設(shè)置在所述第二支撐體上的鍍層，材質(zhì)為金、鉑或銅，厚度為10nm-60nm。
進一步，所述密封圈的材質(zhì)為硅膠或聚四氟乙烯材料，所述密封圈所圍成的最佳面積為5cm2-80cm2。
進一步，所述正極材料和所述負極材料的厚度為10nm-100nm。
進一步，還包括用于將所述密封圈、所述正極和所述負極固定成為一體的夾具。
本發(fā)明的有益效果在于：
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