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二次電池原位池技術(shù)：原理、構(gòu)造與應(yīng)用進(jìn)展
二次電池原位池技術(shù)是一種用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池內(nèi)部反應(yīng)過(guò)程的技術(shù)，對(duì)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(guò)構(gòu)建一個(gè)允許電池在充放電過(guò)程中進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(dòng)態(tài)變化。例如，通過(guò)拉曼光譜或紅外光譜儀，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(guò)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(yáng)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(yáng)極主體和陰極底座通過(guò)螺紋連接形成密封腔體，內(nèi)部放置待測(cè)樣品、隔膜和鋰片等組件。壓實(shí)導(dǎo)電裝置通過(guò)金屬凸臺(tái)和彈簧等結(jié)構(gòu)，確保待測(cè)樣品與電極之間良好接觸，同時(shí)通過(guò)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(hào)采集。
應(yīng)用進(jìn)展
近年來(lái)，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(guò)搭建原位/工況電池表征譜學(xué)平臺(tái)，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(guò)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(guò)原位監(jiān)測(cè)，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(kāi)發(fā)高性能二次電池提供理論支持和技術(shù)指導(dǎo)。
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