[发明专利]一种全固态电池小角中子散射测试的装置及使用方法

说明书

本发明公开了一种全固态电池小角中子散射测试的装置及使用方法。装置包括金属密封腔体、底座、加热挤压装置主体；所述加热挤压主体安装在金属密封腔体内，所有组件都通过底座安装在实验台上；金属密封腔体上设有中子窗口。该装置通过加热挤压装置将工作状态下全固态电池固定在中子束流路径上以实现原位测定的目的。该装置能够实现不同温度条件，工作状态下全固态电池的小角中子散射实验原位测量，适用于实现对小角中子散射研究中不同温度、不同气压、不同气氛、不同电化学循环条件下的固态电解质材料、电极材料的结构变化的原位测量。

技术领域

本发明属于分析及控制测量技术领域，具体涉及一种用于全固态电池小角中子散射测试的原位加热加压装置及使用方法。

背景技术

小角中子散射方法具有对锂元素的信号响应强、穿透性强和能够表征微纳尺度材料的特点，可以被用于表征全固态电池中固态电解质、电极材料的结构信息。然而小角中子散射上测量电极材料样品时只能将电极材料从电池中剥离出来单独测量，若想要获得电极材料在整个充放电循环中不同状态的结构信息需要做大量的样品检测，并且剥离电极材料获得的信息并不能完全代表工作状态下的电极材料的真实信息。

因此，设计、开发一种可以在电池循环过程中，原位、实时地测量小角中子散射信号的装置是关键。为了获取工作状态下全固态电池的结构演化信息，亟需研制一套能够实现原位测量固态电解质、电极材料结构信息的小角中子散射测试原位加热加压装置。

发明内容

本发明本所要解决的技术问题是小角中子散射上测量电极材料样品时只能将电极材料从电池中剥离出来单独测量，若想要获得电极材料在整个充放电循环中不同状态的结构信息需要做大量的样品检测，并且剥离电极材料获得的信息并不能完全代表工作状态下的电极材料的真实信息，为此，本发明提供一种全固态电池小角中子散射测试的装置。

一种全固态电池小角中子散射测试的装置，包括玻璃夹片所述的玻璃夹片相对的一侧分别紧贴一片环形陶瓷加热片，玻璃夹片远离片环形陶瓷加热片的一侧设置加热挤压装置主体，加热挤压装置主体外部设置密封壳体，密封壳体两端分别设置透明层，密封壳体导气管和导线接口，导气管上设置阀门。

所述的加热挤压装置主体一端设有旋转压紧把手，旋转压紧把手嵌入加热挤压装置主体内，加热挤压装置主体通过连接杆固定。

所述的加热挤压装置主体嵌入金属密封腔体内，密封腔体端头设有金属密封盖，加热挤压装置主体并与金属密封盖连接固定，两个导线接口和两根导气管固定在金属密封盖上，两个阀门分别安装在两根导气管通路上，两片玻璃分别镶嵌在金属密封盖中部，金属密封盖与金属密封腔体嵌套固定。

所述的金属密封腔体下部设有底座。

所述的金属密封盖与金属密封腔体嵌套固定后通过螺栓连接进行密封。

所述的加热挤压装置主体上设有带中子束入射孔，带中子束入射孔上部为圆形孔，带中子束入射孔下部为圆台型孔。

所述的玻璃和玻璃夹片的材料是透明且对中子透过性好的石英玻璃材料或蓝宝石材料。

所述的底座上设有快拆式卡扣。

所述的金属密封盖，金属密封腔体，旋转压紧把手，加热挤压装置主体（9），连接杆的材料为抗中子活化的金属材料不锈钢、铝、镉。

小角中子散射谱仪为反应堆中子源小角中子散射谱仪、脉冲堆中子源小角中子散射谱仪或散裂中子源小角中子散射谱仪中的一种。

本发明还公布了用于全固态电池小角中子散射测试的原位加热加压装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：将本发明的用于全固态电池小角中子散射测试的原位加热加压装置通过底座卡在小角中子散射实验站上，利用激光光源对小角中子散射的光路进行调节，使中子束斑与中子束入射孔中心在同一中心轴上，然后固定底座的位置。