用于电池的XRD测试的载物台装置的制作方法

用于电池的xrd测试的载物台装置
技术领域
1.本申请要求2019年5月15日提交的韩国专利申请no.10-2019-0056809的优先权权益，该申请的全部内容通过引用并入本文。
2.本发明涉及一种xrd(x射线衍射)测试中使用的用于固定电池的载物台装置，更具体地，涉及一种用于电池的xrd测试的载物台装置，用以在不会明显改变测试状况的情况下测试电池的每个部分。


背景技术：

3.通常，二次电池是通过用于将化学能转化为电能的放电过程以及与之相反的充电过程而可以重复使用的电池，并且这种二次电池的类型包括镍镉(ni-cd)电池、镍氢(ni-mh)电池、锂金属电池、锂离子(li-ion)电池和锂离子聚合物电池(li-ion polymer battery)。在这些二次电池中，锂二次电池因为能量密度和电压高、循环寿命长和底自放电率而被商业化并被广泛使用。
4.电池中的活性材料是实际上在电极处参与电池反应的材料，并且电池的性能(例如电池容量和电压等)可以由活性材料的性能确定。因此，重要的是分析电池中的活性材料来解释电池的性能。
5.使用了各种测试技术来根据电池操作分析实际电池的电极结构。xrd(x射线衍射)方法被用作获得有关实际电池整体信息的方法之一。
6.韩国专利注册no.10-1274730公开了一种“能够进行x射线衍射分析的原位电池框架”的技术。


技术实现要素：

7.技术问题
8.本发明的目的是提供一种xrd(x射线衍射)测试中使用的用于固定电池的载物台装置，更具体地，是提供一种用于电池的xrd测试的载物台装置，用以在不会明显改变测试状况的情况下测试电池的每个部分。
9.本发明寻求实现的目的不限于上述目的，并且本发明所属领域的普通技术人员将从以下描述清楚地理解上述未提及的其他目的。
10.技术方案
11.根据本发明的用于电池的xrd测试的载物台装置可以包括：放置板，电池被固定到放置板，并且x射线束被照射到放置板；驱动单元，被配置为向放置板提供线性驱动力，以使放置板在与放置板的表面平行的第一方向上移动；引导单元，被配置为引导放置板的移动；以及固定单元，被配置为将驱动单元和引导单元固定在适当的位置。
12.有益效果
13.根据本发明的用于电池的xrd测试的载物台装置可以被安装在样品台上，以便稳定地固定电池。
14.根据本发明的用于电池的xrd测试的载物台装置可以精确地改变电池在样品台中的位置，并且即使在重复测试中也可以具有高再现性。另外，由于始终将其安装在样品台上的适当位置，因此无需进一步对准样品。
15.根据本发明的用于电池的xrd测试的载物台装置，即使对于例如软包型(pouch-type)电池的具有柔性外部形状的电池，也可以通过放置板使电池的形状保持不变来减小测试误差。
附图说明
16.图1是示出应用了根据本发明的用于电池的xrd测试的载物台装置的xrd测试系统的概念图；
17.图2是示出根据本发明的用于电池的xrd测试的载物台装置的透视图；
18.图3是示出根据本发明的用于电池的xrd测试的载物台装置的正视图；
19.图4是示出引导单元的俯视图；
20.图5是示出放置板的透视图；
21.图6是示出固定板的俯视图。
具体实施方式
22.根据本发明的用于电池的xrd测试的载物台装置可以包括：放置板，电池被固定到放置板，并且x射线束被照射到放置板；驱动单元，被配置为向放置板提供线性驱动力，以使放置板在与放置板的表面平行的第一方向上移动；引导单元，被配置为引导放置板的移动；以及固定单元，被配置为将驱动单元和引导单元固定在适当的位置。
23.在根据本发明的用于电池的xrd测试的载物台装置中，x射线束可以从x射线束源照射到放置板的表面，并且x射线束可以穿过放置板并入射到x射线接收单元上，放置板可以为透射0.01nm至10nm的电磁波的材料，并且可以包含丙烯酸树脂、聚碳酸酯、abs、聚苯乙烯和苯乙烯丙烯腈(san)树脂中的一种或多种。
24.在根据本发明的用于电池的xrd测试的载物台装置中，驱动单元可以包括被配置为输出线性驱动力的驱动部，以及连接在驱动部与放置板之间并且被配置为将从驱动部输出的线性驱动力传输到放置板的动力传输部。
25.在根据本发明的用于电池的xrd测试的载物台装置中，动力传输部可以为在第一方向上延伸的杆状，动力传输部的一端可以连接到放置板，其另一端可以连接到驱动部，并且驱动部可以在动力传输部的另一端沿第一方向推或拉动力传输部以移动放置板。
26.在根据本发明的用于电池的xrd测试的载物台装置中，驱动部引起放置板移动的移动范围可以为0mm至50mm，并且驱动部可以通过电子标尺测量放置板的移动距离。
27.在根据本发明的用于电池的xrd测试的载物台装置中，引导单元可以包括在第一方向上延伸的引导杆，以及固定至放置板并且耦接至引导杆以沿引导杆的纵向滑动的引导部。
28.在根据本发明的用于电池的xrd测试的载物台装置中，可以通过层叠第一放置板和第二放置板来形成放置板，电池可以位于第一放置板与第二放置板之间，并且引导部可以连接到第一放置板的一个表面，驱动部可以连接到第一放置板的另一个表面。
29.在根据本发明的用于电池的xrd测试的载物台装置中，可以在第一放置板中形成第一孔，可以在第二放置板中形成第二孔，并且第一孔和第二孔的入口可以彼此面对。
30.在根据本发明的用于电池的xrd测试的载物台装置中，第一放置板和第二放置板可以包括被配置为通过将电池夹在它们之间来紧固电池的紧固件，紧固件可以包括紧固螺栓以及设置在第一放置板和第二放置板中并且用于将紧固螺栓插入其中的紧固孔，可以在第一放置板和第二放置板中分别设置多个紧固孔，并且第一放置板和第二放置板可以通过紧固件在两个以上的位置处彼此紧固。
31.在根据本发明的用于电池的xrd测试的载物台装置中，固定单元可以包括其上设置有放置板和驱动单元的基板，以及固定到基板的上表面并且引导杆和驱动单元的固定到其上的固定板。
32.在根据本发明的用于电池的xrd测试的载物台装置中，引导部可以耦接到放置板的顶部。
33.在根据本发明的用于电池的xrd测试的载物台装置中，可以在基板中形成穿过基板的对准孔，并且可以设置多个对准孔。
34.在根据本发明的用于电池的xrd测试的载物台装置中，固定板可以包括平行于第一方向而耦接到基板的第一固定板，以及垂直于第一方向而耦接到基板的第二固定板，并且可以将引导杆固定到第一固定板，可以将驱动单元固定到第二固定板。
35.在根据本发明的用于电池的xrd测试的载物台装置中，驱动单元可以固定到第二固定板的一个表面，放置板可以位于固定板的面对第二固定板的该一个表面的另一个表面上，并且驱动单元可以通过形成在第二固定板中的开口将驱动力传输到放置板。
36.实施例
37.在下文中，将参考附图更详细地描述根据本发明的实施例。在此描述过程中，为了描述的清楚和方便，附图中所示的部件的尺寸或形状可能未按比例绘制。另外，考虑到本发明的构造和操作而具体定义的术语可以根据用户或操作者的惯例或意图而改变。这些术语的定义应基于本公开的总体内容。
38.在本发明的描述中，应注意，术语“中央”、“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“向内”、“向外”等表示的方向和位置关系是基于附图中所示的方向或位置关系，或当使用本发明的产品时通常给出的方向或位置关系，并且仅用于解释和简要说明本发明的目的，无意于提出或暗示所示出的装置或元件必须具有特定的方向并且以特定的方向构造或操作，因此，不应将其理解为限制本发明。
39.在下文中，将参考图1至图6详细描述根据本发明的用于电池的xrd测试的载物台装置的构造和特征。
40.图1是示出应用了根据本发明的用于电池的xrd测试的载物台装置的xrd测试系统的概念图。图2是示出根据本发明的用于电池的xrd测试的载物台装置的透视图。图3是示出根据本发明的用于电池的xrd测试的载物台装置的正视图。图4是示出引导单元300的俯视图。图5是示出放置板100的透视图。图6是示出固定板430的俯视图。
41.可以对电池10的每个部分执行xrd测试，以便原位检测电池10的充电/放电行为或电池10中的不均匀程度。如图1所示，可以通过用x射线束源11将x射线束照射到设置在样品台13上的电池10并且通过在x射线接收单元15处接收穿过电池10的射线束来执行xrd测试。
在这种情况下，可能需要在样品台13中逐渐地移动电池10的同时进行测试来测试电池10的各个部分。如果电池10的移动不精确，则在电池10的不均匀性的测试中可能会出现误差，并且在重复测试中再现性可能会变差。特别地，在电池10具有柔性外部形状(如软包型)的情况下，可能难以在改变电池10的位置的同时使电池10的形状保持在初始测试时的形状的情况下进行测试。
42.根据本发明的用于电池的xrd测试的载物台装置可以被安装在样品台13上，以便稳定地固定电池10。
43.根据本发明的用于电池的xrd测试的载物台装置可以精确地改变电池10在样品台13中的位置，并且即使在重复测试中也可以具有高再现性。另外，由于始终将其安装在样品台13上的适当位置，因此无需进一步对准样品。
44.如图2和图3所示，根据本发明的用于电池的xrd测试的载物台装置可以包括：放置板100，电池10被固定到放置板100，并且x射线束被照射到放置板100；驱动单元200，被配置为向放置板100提供线性驱动力，以使放置板100在与放置板100的表面平行的第一方向上移动；引导单元300，被配置为引导放置板100的移动；以及固定单元400，被配置为将驱动单元200和引导单元300固定在适当的位置。
45.第一方向可以是图2和图3中所示的x轴方向。换句话说，根据本发明的用于电池的xrd测试的载物台装置可以使电池10沿着一个轴线性地移动，并且可以测试电池10的每个部分在x轴上的特性。
46.x射线束可以从x射线束源11照射到放置板100的表面，并且x射线束可以穿过放置板100并入射到x射线接收单元15。放置板100和电池10可以位于x射线束的光路上，并且x射线束可以同时穿过放置板100和电池10。放置板100可以为具有低电子密度的材料，并且可以在几厘米的厚度水平上透射x射线束。即，放置板可以为透射0.01nm至10nm的电磁波的材料，并且可以包含丙烯酸树脂、聚碳酸酯、abs、聚苯乙烯和苯乙烯丙烯腈(san)树脂中的一种或多种。
47.如图4所示，可以通过层叠第一放置板130和第二放置板110来形成放置板100，并且可以将电池10位于第一放置板130与第二放置板110之间。第一放置板130和第二放置板110可以为允许透射x射线束的材料，同时可以为刚性材料，并且第一放置板130和第二放置板110可以与它们之间的电池10的两个表面接触并将电池10的这两个表面压在它们之间，以将电池10固定在放置板100上。因此，根据本发明的用于电池的xrd测试的载物台装置，即使对于例如软包型电池10的具有柔性外部形状的电池10，通过使电池10的形状通过放置板100保持不变，也可以减小测试误差。
48.另外，由于除了电池的与第一放置板130和第二放置板110接触的表面之外的所有表面都暴露于外部，因此可以容易地连接用于充电和放电等的附加装置。
49.如图5所示，放置板100可以在其中形成有窗口140，x射线束可以穿过窗口140。窗口140可以是形成在放置板100上的x射线束穿过的部分处的孔。尽管放置板100可以由能够透射x射线束的透明材料制成，但是可以在放置板100的表面的一部分处形成孔以进一步促进x射线束的顺利透射，从而提高分析的准确性。
50.具体地，窗口140可以通过形成在第一放置板130中的第一孔143和形成在第二放置板110中的第二孔141来形成。第一孔143可以以距第一放置板130的下端10mm至20mm的距
离形成，并且可以形成为长孔使得孔的入口的纵向与第一方向平行，并且第一孔143的入口的宽度可以形成为10mm至20mm。第二孔141可以以距第二放置板110的下端10mm至20mm的距离形成，并且可以形成为长孔使得孔的入口的纵向与第二方向平行，并且第二孔141的入口的宽度可以形成为10mm至20mm。第一孔143和第二孔141可以位于x射线束的光路上，并且第一孔143和第二孔141的入口可以形成在彼此面对的位置。
51.第一放置板130和第二放置板110可以彼此堆叠，电池10夹在二者之间，然后通过例如夹子的紧固件150彼此紧固。
52.例如，紧固件150可以包括紧固螺栓151，以及设置在第一放置板130和第二放置板110中并用于将紧固螺栓151插入其中的紧固孔153。紧固螺栓151可以通过螺纹耦接被紧固到紧固孔153。
53.紧固孔153可以设置为多个，并且可以在两个以上的位置处将第一放置板和第二放置板彼此紧固，以便在第一放置板和第二放置板以准确位置耦接时防止第一放置板和第二放置板彼此转动。准确位置可以指第一放置板和第二放置板耦接以使得第一孔143和第二孔141的入口彼此面对的状态。
54.驱动单元200可以包括被配置为输出线性驱动力的驱动部210，以及连接在驱动部210与放置板100之间并且被配置为将从驱动部210输出的线性驱动力传输到放置板100的动力传输部230。
55.驱动部210可以是线性传输装置，使放置板100在其中移动的移动范围可以为0mm至50mm，并且驱动部210可以通过电子标尺测量移动距离。驱动部210的壳体可以设置有用于显示驱动部210的当前操作状态的显示器和用于输入驱动部210的控制输入值的按钮。
56.驱动部210可以是可以精确控制以在相同位置重复测试时确保测试的再现性的装置。例如，驱动部210可以相对于诸如电压、温度等的分析条件以指定的条件值来测试电池10的每个位置，然后可以以不同的条件值来测试与电池10的以先前的条件值测试的各个位置相同的位置。
57.动力传输部230可以为在第一方向上延伸的杆状，动力传输部230的一端可以连接到放置板100，其另一端可以连接到驱动部210，驱动部210可以在动力传输部230的另一端沿第一方向推或拉动力传输部230以移动放置板100。
58.引导单元300可以包括在第一方向上延伸的引导杆310，以及固定至放置板100并且耦接至引导杆310以沿引导杆310的纵向滑动的引导部330。即，引导部330可以通过导轨在引导杆310上移动。
59.如图4所示，引导部330可以连接到第一放置板130的一个表面，并且驱动部210可以连接到第一放置板130的另一个表面。具体地，引导部330可以连接到第一放置板130的与第一放置板130的与电池10接触的表面相对的相反侧上的表面，并且驱动部210可以连接到第一放置板130的与电池10接触的表面。即，引导部330和驱动部210可以分别连接到第一放置板130的两个表面上。通过分别在两个不同的表面上放置用于支撑第一放置板130的两个支撑点，可以防止装置的负载集中在一个点上。具体地，可以在第一放置板130上形成在垂直于第一放置板130的面对电池的表面的方向上延伸的突起131，并且驱动部210可以连接到突起131。通过利用突起131进一步分开两个支撑点之间的距离，可以进一步分散装置的负载。
60.可以在第二放置板110的一个边缘处形成用于将突起131插入其中的插入凹部111。通过在第二放置板110中设置插入凹部111，在第一放置板130和第二放置板110彼此堆叠并耦接时，可以防止第一放置板130和第二放置板110的耦接因被突起131卡住而受到干扰。
61.固定单元400可以包括基板410(放置板100和驱动单元200设置在其上)，以及固定到基板410的上表面的固定板430(引导杆310和驱动单元200固定到其上)。
62.如图3所示，基板410可以连接到样品台13的上部。x射线束的光路可以形成在样品台13上，因此，基板410可以设置在样品台13上，从而x射线束可以照射到放置板100，并且放置板100可以设置在基板410上。在这种情况下，引导部330可以耦接到放置板100的顶部。能够阻挡x射线束的组成部分(例如引导部330和引导杆310)可以位于放置板100的顶部，使得可以从最低位置定位电池10。
63.穿过基板410的上表面和下表面的对准孔411可以形成在基板410中，并且对准孔411可以设置为多个。样品台13可以设置有用于固定装置的孔。对准孔411可以形成在基板410的放置板100可以位于x射线束的光路上的位置处。当将根据本发明的用于电池的xrd测试的载物台装置紧固到样品台13时，对准孔411和样品台13的孔可以对准，然后可以通过螺纹耦接来固定装置。因此，通过将对准孔411和样品台13中的孔对准，可以容易地将电池10对准在适当的位置。
64.如图6所示，固定板430可以包括平行于第一方向而耦接到基板410的第一固定板431，以及垂直于第一方向而耦接到基板410的第二固定板433。即，“l形”固定板430可以耦接在基板410上。
65.引导杆310可以固定到第一固定板431，并且驱动单元200可以固定到第二固定板433。
66.因为引导杆310平行于第一固定板431的表面而耦接，所以可以通过调节要固定的引导杆310的长度来稳定地固定引导杆310。
67.驱动单元200可以固定到第二固定板433的一个表面，放置板100可以位于第二固定板433的面对第二固定板433的该一个表面的另一个表面上，并且驱动单元200可以通过形成在第二固定板433中的开口将驱动力传输到放置板100。具体地，动力传输部230可以穿过形成在第二固定板433中的开口。通过调节开口的直径，可以抑制由于装置的振动而导致的y轴和z轴的误差和振动。
68.尽管上面已经描述了根据本发明的实施例，但是它们仅用于说明，并且本发明所属领域的普通技术人员将理解，可以由此做出各种修改和等同实施例。因此，本发明的真正技术保护范围应由所附权利要求书限定。
69.工业适用性
70.根据本发明的用于电池的xrd测试的载物台装置可以被安装在样品台上，以便稳定地固定电池。
71.根据本发明的用于电池的xrd测试的载物台装置可以精确地改变电池在样品台中的位置，并且即使在重复测试中也可以具有高再现性。另外，由于始终将其安装在样品台上的适当位置，因此无需进一步对准样品。
72.根据本发明的用于电池的xrd测试的载物台装置，即使对于例如软包型电池的具
有柔性外部形状的电池，也可以通过放置板使电池的形状保持不变来减小测试误差。