二次電池原位池技術(shù)是一種用于實(shí)時(shí)監(jiān)測電池內(nèi)部反應(yīng)過程的技術(shù),對于理解電池的工作原理、優(yōu)化電池性能具有重要意義。
原理
二次電池原位池技術(shù)基于電化學(xué)原理,通過構(gòu)建一個(gè)允許電池在充放電過程中進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測的微型反應(yīng)池,利用光譜、質(zhì)譜等表征技術(shù),捕捉電池內(nèi)部電極材料、電解液等組分的動態(tài)變化。例如,通過拉曼光譜或紅外光譜儀,可實(shí)時(shí)監(jiān)測電極材料結(jié)構(gòu)演化、電解液分解產(chǎn)物生成等關(guān)鍵過程,為揭示電池失效機(jī)制提供直接證據(jù)。
構(gòu)造
原位池通常由陽極主體、陰極底座、密封墊圈、壓實(shí)導(dǎo)電裝置等部件組成。陽極主體和陰極底座通過螺紋連接形成密封腔體,內(nèi)部放置待測樣品、隔膜和鋰片等組件。壓實(shí)導(dǎo)電裝置通過金屬凸臺和彈簧等結(jié)構(gòu),確保待測樣品與電極之間良好接觸,同時(shí)通過密封墊圈防止電解液泄漏。部分原位池還集成光學(xué)窗口,便于光譜信號采集。
應(yīng)用進(jìn)展
近年來,原位池技術(shù)在二次電池研究領(lǐng)域取得顯著進(jìn)展。廈門大學(xué)團(tuán)隊(duì)通過搭建原位/工況電池表征譜學(xué)平臺,結(jié)合多種電化學(xué)原位譜學(xué)表征方法,深入研究了鋰金屬表面去溶劑化、電解液分解成膜等關(guān)鍵過程。此外,原位池技術(shù)還應(yīng)用于富鋰電解液設(shè)計(jì)、固態(tài)電池界面研究等領(lǐng)域。通過原位監(jiān)測,研究人員能夠更準(zhǔn)確地理解電池內(nèi)部的復(fù)雜反應(yīng),為開發(fā)高性能二次電池提供理論支持和技術(shù)指導(dǎo)。