一种用于电容器和电池的原位Raman装置

摘要

本实用新型公开了一种用于电容器和电池的原位Raman装置，包括密封进气组件和电化学组件，密封进气组件具有含气流通路的导电金属底座、绝缘塑料容纳腔、玻璃与导电金属嵌构的测试窗口和绝缘塑料封装外壳；电化学组件位于所述绝缘塑料容纳腔内，所述电化学组件从下到上包括弹片、垫片、负极材料、隔膜、电解液以及正极材料，正极材料置于顶层暴露在玻璃测试窗口下方，且使其与导电金属接触，垫片与金属底座接触，从而完成电化学组件的电路导通。本实用新型可以满足不同气氛下的原位Raman测试及检测电极材料充放电产物的化学组成和结构的测试与分析，且装置能与电化学微分质谱联用检测分析气体消耗和释放。

说明书

技术领域

本实用新型涉及电容器和电池技术领域，具体为一种用于电容器和电池的原位Raman装置。

背景技术

原位Raman表征作为一种Raman的衍生测试手段，不仅能够满足非原位Raman对材料的化学组成和结构的测试与分析，而且还能够实现在高低温、特殊气氛等条件下的材料的化学组成和结构的测试与分析。目前原位Raman测试已被广泛应用于材料鉴定、物相鉴别、材料晶格结构变化检测等，在气体-金属电池领域，通过通入特定的气氛满足电池充放电反应的需求，原位Raman技术可以实时检测电极材料充放电产物的化学组成和结构的测试与分析，协助研究者从反应机理着手进行更深入的探索，并对后续实验的设计与优化具有指导价值。

现有的应用于锂电池的原位Raman装置，是在氩气手套箱里使得装置内部充满氩气氛围后完成封装后进行测试，但并不满足气体-金属电池反应所需气氛如氧气、二氧化碳等。因此设计了一种能够的通入不同气氛的原位Raman装置，且装置能与电化学微分质谱联用检测分析气体消耗和释放。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于电容器和电池的原位Raman装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于电容器和电池的原位Raman装置，包括密封进气组件和电化学组件，所述密封进气组件具有含气流通路的导电金属底座、绝缘塑料容纳腔、玻璃与导电金属嵌构的测试窗口和绝缘塑料封装外壳；所述导电金属底座与所述绝缘塑料容纳腔可拆卸连接，所述绝缘塑料容纳腔与所述测试窗口可拆卸连接，所述导电金属底座、绝缘塑料容纳腔、测试窗口与所述绝缘塑料封装外壳可拆卸连接，所述电化学组件位于所述绝缘塑料容纳腔内。

优选的，本申请提供的一种用于电容器和电池的原位Raman装置，其中，所述电化学组件从下到上包括弹片、垫片、负极材料、隔膜以及正极材料。

优选的，本申请提供的一种用于电容器和电池的原位Raman装置，其中，所述导电金属底座上含有第一密封垫圈，所述第一密封垫圈设置于所述导电金属底座与绝缘塑料容纳腔之间，且所述导电金属底座与所述绝缘塑料容纳腔通过螺钉连接。

优选的，本申请提供的一种用于电容器和电池的原位Raman装置，其中，所述绝缘塑料容纳腔还包括第二密封垫圈，所述第二密封垫圈设置于所述绝缘塑料容纳腔与所述测试窗口之间，且所述测试窗口通过通孔与焊接延长不锈钢柱连接。

优选的，本申请提供的一种用于电容器和电池的原位Raman装置，其中，所述绝缘塑料容纳腔外部设有螺纹，所述绝缘塑料封装外壳内部设有螺纹，在组装完成金属底座、绝缘塑料容纳腔、测试窗口后，与所述绝缘塑料封装外壳通过螺纹连接。

优选的，本申请提供的一种用于电容器和电池的原位Raman装置，其中，所述导电金属底座还设有气体通路。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过外部调节气流通路的气氛种类、气体流量等，改变装置内部即电化学组件的测试氛围，可以满足不同气氛下的原位Raman测试及检测电极材料充放电产物的化学组成和结构的测试与分析，且装置能与电化学微分质谱联用检测分析气体消耗和释放。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型剖面图；

图3为本实用新型实施例结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种用于电容器和电池的原位Raman装置，包括密封进气组件和电化学组件，所述密封进气组件具有含气流通路的导电金属底座1、绝缘塑料容纳腔2、玻璃与导电金属嵌构的测试窗口8和绝缘塑料封装外壳9；所述导电金属底座1与所述绝缘塑料容纳腔2可拆卸连接，所述绝缘塑料容纳腔2与所述测试窗口8可拆卸连接，所述导电金属底座1、绝缘塑料容纳腔2、测试窗口8与所述绝缘塑料封装外壳9可拆卸连接，所述电化学组件位于所述绝缘塑料容纳腔内；电化学组件从下到上包括弹片3、垫片4、负极材料5、隔膜6以及正极材料7。

其中，导电金属底座还设有气体通路，气体通过气路进入整个装置内部，且可以与外部气路连接，满足不同的使用需求。

本实用新型中，导电金属底座1上含有第一密封垫圈10，所述第一密封垫圈10设置于所述导电金属底座1与绝缘塑料容纳腔2之间，且所述导电金属底座1与所述绝缘塑料容纳腔2通过螺钉11连接；绝缘塑料容纳腔还包括第二密封垫圈12，所述第二密封垫圈12设置于所述绝缘塑料容纳腔与所述测试窗口之间，且所述测试窗口通过通孔与焊接延长不锈钢柱13连接。

本实用新型中，绝缘塑料容纳腔外部设有螺纹，所述绝缘塑料封装外壳内部设有螺纹，在组装完成金属底座、绝缘塑料容纳腔、测试窗口后，与所述绝缘塑料封装外壳通过螺纹连接。

本实用新型的组装方法包括以下步骤：

步骤一：在氩气手套箱中，在导电金属底座上放置第一密封垫圈，与绝缘塑料容纳腔通过密封螺钉连接；

步骤二：在绝缘塑料容纳腔内部依次放入弹片、垫片、负极材料、隔膜与电解液，正极材料，完成电化学元件组装；

步骤三：在绝缘塑料容纳腔上放置第二密封垫圈，将玻璃与导电金属嵌构的测试窗口焊接延长不锈钢柱插入绝缘塑料容纳腔外延的通孔完成连接；

步骤四：将组装完成金属底座、绝缘塑料容纳腔、电化学组件、测试窗口的部件，与绝缘塑料封装外壳通过螺纹连接。

如图3所示，Raman装置14组装完成后，转移至氩气手套箱外，并持续通入所需测试气体中保证电池处于稳定气体氛围，静置12h，使得装置内部组装的电池的电解液充分浸润。将Raman装置转移至Raman测试台15下，连接电池测试线路，将正极线连接玻璃与导电金属嵌构的测试窗口焊接延长不锈钢柱，负极连接导电金属底座焊接延长不锈钢柱，利用Neware电池测试系统16进行特定电流的放电-充电测试。

综上所述，本实用新型通过外部调节气流通路的气氛种类、气体流量等，改变装置内部即电化学组件的测试氛围，可以满足不同气氛下的原位Raman测试及检测电极材料充放电产物的化学组成和结构的测试与分析，且装置能与电化学微分质谱联用检测分析气体消耗和释放。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。