[發明專利]一種適于鋰離子電池高低溫原位觀測的裝置

在審

• 申請號: 202011619818.3
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN113008886A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 姜偉;孫德彬;丁美超;高金輝;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: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01N25/00
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 張義

本發明公開了一種適于鋰離子電池高低溫原位觀測的裝置，可形成?25℃至50℃范圍內的密閉環境，鋰離子電池可進行不同溫度下電池循環過程中的原位光學觀測探究。本裝置可方便快捷的實現電池待觀測面與觀測窗口緊密貼合，利于最大限度的采集光學圖像。本裝置主體為鋁材質，包括觀測窗、電池夾具、中腔和下腔體。本裝置還特別包含一種導熱銅管，可為整個裝置傳導熱量。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，具體涉及一種適于鋰離子電池高低溫原位觀測的裝置，該裝置可使鋰離子電池在高溫或低溫環境下進行電化學循環測試的同時對電極材料進行實時的原位光學觀測。

背景技術

近年來，隨著新能源汽車、儲能系統以及3C類產品對于鋰離子電池日益增加的需求，價格低廉，性能穩定，循環性能優異的鋰離子電池技術已成為新能源領域科研的重點，而作為鋰離子電池重要組成部分的電極材料，更是大家研究的焦點。

目前對于電極材料的研究手段多是非原位，即不能對電極材料在充放電過程中的變化進行實時檢測，而需要在充放電到一定階段時將電池打開，對里面的電極材料進行研究，此種方式由于環境和及時性等因素會嚴重影響實驗結果的真實性。并且目前對鋰離子電池電極材料進行原位觀測的研究遠遠落后于非原位實驗的發展，唯數不多的原位測試裝置有組裝過程繁瑣、觀測環境單一等情況，并且經常出現短路、漏氣、光學觀測效果不佳等問題。綜上所述，目前鋰離子電池的原位觀測研究仍存在諸多問題，因此迫切需要一種組裝拆卸簡單、光學觀測效果良好、能提供多種溫度環境觀測的裝置。

發明內容

為了解決上述問題，本申請的目的在于提供一種適于鋰離子電池高低溫原位觀測的裝置。

為實現本發明的目的，本發明提供的一種適于鋰離子電池高低溫原位觀測的裝置，

包括觀測窗、中腔以及電池夾具、下腔體，

所述觀測窗與中腔的上端面通過第一密封圈和螺栓進行密封與緊固連接；所述中腔的下端面與下腔體通過第二密封圈和螺栓進行密封與緊固連接；

所述電池夾具放置于中腔；

還包括用于整個裝置熱量傳導的導熱銅管。

其中，

所述觀測窗包括上蓋、玻璃端蓋、超白玻璃和第三密封圈，

所述上蓋開有觀測孔，觀測孔為階梯沉頭孔，在觀測孔的階梯面處開有密封圈槽，所述玻璃端蓋同樣開有觀測孔和密封圈槽，并通過螺栓與上蓋緊固連接；

所述超白玻璃放置于上蓋與玻璃端蓋之間，通過上蓋與玻璃端蓋間的壓力壓緊固定；

所述第三密封圈分別放于上蓋和玻璃端蓋的密封圈槽處，通過玻璃端蓋的擠壓，使得密封圈與超白玻璃緊密貼合；

電池夾具上端面緊貼觀測窗的超白玻璃。

其中，

所述中腔包括中部腔體、導熱銅管二、管接頭、測試導線、熱電偶線和第一密封圈，

所述中部腔體為中空的“回”字形結構，中部腔體的上端面開有密封圈槽；所述測試導線穿過中部腔體一側的外壁，測試導線一端連接待觀測電池的正負極，另一端連接電池循環測試設備；

所述熱電偶線穿過中部腔體一側的外壁，檢測頭一端固定在電池夾具上，用于測量顯示電池夾具的表面溫度；

所述管接頭貫穿安裝在中部腔體一側的外壁上，管接頭一端與電池夾具的導熱銅管一相連，另一端與外部循環水域相連，形成水域回路傳導熱量；

所述導熱銅管二呈U型，貫穿于中部腔體的外壁中，兩端與外部循環水域相連，用于中腔的升溫或降溫。

其中，