[發明專利]一種電極材料應變測量方法及裝置

有效

• 申請號: 202110551286.2
• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號: CN113483686B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 徐澤宇;張統一;孫升;莊曉強;王子涵
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16;G01B11/02
• 代理公司: 江蘇易文通知識產權代理有限公司 32512
• 代理人: 劉棚滔

1.一種電極材料應變測量裝置，其特征在于，該裝置包括：

光源發出光線至電池的電極上，所述電池的電極表面預先被濺射金膜，所述金膜厚度為9-11nm，所述金膜被濺射速度為0.2nm/s，所述電池與所述光源被設置在恒溫箱內，且所述電池及所述光源均與所述恒溫箱內壁不接觸，所述光源中部具有一漏光孔；

CCD相機采集通過所述漏光孔進入相機鏡筒的光，拍攝所述電池電極表面的散斑圖像；

處理裝置對所述CCD相機的拍攝圖像進行處理，以獲取所述電池的電極應變參數；

所述電池與所述光源被設置在所述恒溫箱內，包括：

所述恒溫箱一側開口，支撐件第一端與固定物連接，所述支撐件第二端通過所述開口伸入所述恒溫箱內，所述光源與所述電池均設置在所述支撐件上，所述支撐件與所述恒溫箱不接觸；

恒溫箱，所述恒溫箱具有：

容置空間，設置在所述恒溫箱內；

開口，設置在所述恒溫箱側壁，連接所述容置空間與外部空間；

支撐件，所述支撐件第一端設置在所述恒溫箱內，另一端伸出所述恒溫箱外與固定物連接，且所述支撐件與所述恒溫箱不接觸，用于電池設置在所述支撐件上，且所述電池位于所述容置空間內，不與所述恒溫箱接觸；

光源，設置在所述支撐件上；

CCD相機，用于拍攝所述電池的電極表面散斑圖像；

其中，所述光源發射光線至所述電池的電極表面，所述恒溫箱調節所述電極溫度，所述CCD相機拍攝電池的電極散斑圖像。

2.根據權利要求1所述的電極材料應變測量裝置，其特征在于，所述支撐件包括：

第一連接件，所述第一連接件第一端與所述固定物連接；

第二連接件，所述第二連接件第一端與所述第一連接件第二端可拆卸連接，所述第二連接件第二端伸入所述恒溫箱內，用于承載所述電池及所述光源。

3.根據權利要求2所述的電極材料應變測量裝置，其特征在于，所述第一連接件包括：

第一連接孔，設置在所述第一連接件一端，所述第一連接孔為條形孔；

所述第二連接件包括：

第二連接孔，與所述第一連接孔配合；

其中，所述第一連接件與所述第二連接件通過所述第一連接孔、第二連接孔及固定件可調節固定連接。

4.根據權利要求3所述的電極材料應變測量裝置，其特征在于，所述第一連接件包括：

第一連接子板，所述第一連接孔設置在所述第一連接子板上；

第二連接子板，所述第二連接子板與所述第一連接子板第一端垂直連接。

5.根據權利要求4所述的電極材料應變測量裝置，其特征在于，所述第二連接件包括：

第三連接子板，所述第二連接孔設置在所述第三連接子板上；

第四連接子板，所述第四連接子板第一端與所述第三連接子板垂直連接；

第五連接子板，與所述第四連接子板遠離所述第三連接子板一端垂直連接，且所述第五連接子板與所述第三連接子板分別位于所述第四連接子板兩側。

6.根據權利要求5所述的電極材料應變測量裝置，其特征在于，所述第二連接件包括：

第一安裝孔，設置在所述第五連接子板上，用于連接電池的電極與導線；

第二安裝孔，設置在所述第五連接子板上，且數量至少為一個，設置在所述第一安裝孔四周。

7.根據權利要求1-6任一所述的電極材料應變測量裝置，其特征在于，包括：

光學平臺；

支撐架，所述支撐架設置在所述光學平臺上，所述CCD相機設置在所述支撐架上，且所述CCD相機鏡筒通過所述開口伸入所述容置空間內；

電化學測試儀，用于對電池充放電加載，使鋰離子在電極中嵌入脫出。

8.一種電極材料應變測量方法，其特征在于，適用權利要求1-7任一所述的電極材料應變測量裝置，該方法包括：

將電池固定在恒溫箱中的支撐件上，打開恒溫箱，設置需要的溫度，在該溫度下保持三個小時，使得電池的溫度到達需要的溫度，然后拍攝一張照片作為參考基準；

用電池測試儀對電池進行充放電實驗，使得鋰離子在電極中嵌入或脫出；

電極嵌脫鋰期間，控制攝像機自動采集照片的時間間隔，采集電極表面圖像；

把采集到的照片進行處理得到變形位移和應變數據，在采集到的圖像中選取一個區域，對選取的區域進行相關性分析，得到充放電期間的位移場和應變場。