一种温控系统

1.本实用新型涉及电池测试技术领域，尤其涉及一种适用于全固态锂离子原位测试装置的一种温控系统。


背景技术：

2.目前，市场上针对全固态锂离子电池进行中子衍射实验的原位装置较少，并且仅有的装置中针对全固态锂离子电池所需的实验条件涵盖不够，例如专利《一种电池原位测试装置》(申请公布号：cn213658936u)，虽然专利中兼具温控系统以及充放电系统，但是缺少必要的真空环境，而且环境不可控，无法满足绝大部分电池的测试环境。


技术实现要素：

3.本实用新型为了解决上述背景技术中存在技术缺陷，提供了一种用于全固态锂离子原位测试装置内的温控系统。
4.本实用新型的一方面，提供了一种温控系统，所述的温控系统可拆卸式安装于全固态锂离子原位测试装置上，包括加热棒、热敏电阻和温控仪，所述温控仪分别与加热棒和热敏电阻电性连接。
5.所述热敏电阻为铂热电阻。
6.所述的原位测试装置包括充放电系统、探测器装置和样品装置；
7.所述温控系统和探测器装置分别设置在样品装置的外侧
8.所述充放电系统与样品装置电性连接；
9.所述样品装置包括连接组件、样品杆和电池组件，所述电池组件通过样品杆与连接组件相通连接。
10.所述电池组件包括顶壳、链接杆、电池体和底壳；
11.所述顶壳的顶部开设有用于链接杆从顶壳内向外伸出的通孔，该通孔内径与链接杆外径相等；
12.所述链接杆一端与样品杆相通连接，另一端通过上压紧螺帽抵压在电池体的上部；
13.所述底壳通过下压紧螺帽压紧在电池体的下部；
14.所述电池体设置在顶壳与底壳之间。
15.所述电池体包括外壳、顶部垫片、底部垫片、绝缘套、正极片、负极片和玻璃纤维；
16.所述外壳一端通过上压紧螺帽抵压在链接杆的下端，另一端通过下压紧螺帽压紧在底壳上；
17.所述顶部垫片和底部垫片可拆卸式安装在外壳内，并设置在上压紧螺帽和下压紧螺帽之间；
18.所述正极片、负极片和玻璃纤维设置在顶部垫片与底部垫片之间，且所述玻璃纤维包覆在正极片和负极片的外侧。
19.所述加热棒设置在顶部垫片上；所述热敏电阻设置在底部垫片上。
20.本实用新型具有如下有益效果：
21.1、本实用新型通过采用在顶部垫片上设置有加热棒，底部垫片上设置有热敏电阻，同时匹配可控的温度环境以及原位充放电装置，温度范围为20～100℃，满足绝大部分电池的测试环境；
22.2、通过匹配不同厚度的钛锆合金垫片实现更换正极片/负极片以及正极片/负极片的操作。
23.3、在更换样品操作时，不需要完全拆除电池体，只需要拆除下面的底部peek压紧螺母、底部钛锆合金垫片、peek绝缘套以及大o型密封圈即可，无需其他繁琐的操作。
附图说明
24.图1是温控系统安装于全固态锂离子原位测试装置时的使用原理架构示意图；
25.图2是全固态锂离子原位测试装置的结构示意图；
26.图3是全固态锂离子原位测试装置中连接装置的等轴侧视示意图；
27.图4是全固态锂离子原位测试装置中电池体的剖视示意图；
28.图5是温控系统中加热棒和负极接线槽的位置示意图；
29.图6是温控系统中热敏电阻和正极接线槽的位置示意图。
具体实施方式
30.下面将结合具体实施例及附图对本实用新型全固态锂离子原位测试装置做进一步详细描述。
31.实施例1
32.本实用新型一非限制实施例，一种温控系统，其可拆卸式安装于全固态锂离子原位测试装置内，而全固态锂离子原位测试装置可拆卸式安装于谱仪样品六维调整台上，用于中子衍射分析，是一种中子衍射实验专用的实验装置。
33.参照图1，本实用新型一非限制实施例，一种全固态锂离子原位测试装置包括样品装置1、探测器装置2、温控系统3、充放电系统6以及光源5，样品装置1可拆卸式安装于谱仪样品环境六维调整台上，温控系统3设置在样品装置1的外侧，充放电系统6与样品装置1电性连接，探测器装置2设置在样品装置1的外侧，光源5用于产生中子束流。
34.进一步的，温控系统3包括温控仪、加热棒30和热敏电阻33，温控仪分别与加热棒30和热敏电阻33电性连接。
35.进一步的，热敏电阻33为铂热电阻。
36.进一步的，温控仪的温度范围为20℃～100℃。
37.参照图2，本实用新型一非限制实施例，样品装置1包括连接组件7、样品杆15和电池组件8，连接组件7可拆卸式安装于谱仪样品六维调整台上，电池组件8通过样品杆与15与连接组件7相通连接；
38.另外，样品杆15的长度取决于谱仪样品环境六维调整台到谱仪中心束流线之间的高度。
39.参照图3，本实用新型一非限制实施例，连接组件7包括圆环状的连接法兰9以及用
于安装样品杆的安装法兰10，连接组件7通过连接法兰9可拆卸式安装于谱仪样品六维调整台上，安装法兰10安装于连接法兰9的圆环中心处，且安装法兰10的外径与连接法兰9的内径相等，以提高密封性；接着，安装法兰10上设置有便于样品杆15安装的导向部14，以及，安装法兰10上表面上分别设置有至少两个小吊环螺钉11和导向销12，用于固定安装样品杆于安装法兰10上的作用，连接法兰9上表面上设置有至少两个大吊环螺钉13，用于移动连接法兰9的作用。
40.参照图4，本实用新型一非限制实施例，电池组件8包括顶壳19、链接杆21、电池体和底壳17，顶壳19的顶部开设有用于链接杆21从顶壳19内向外伸出的通孔，该通孔内径与链接杆21外径相等，且链接杆21末端是敞开型凹槽，其外径小于或等于顶壳19内径，使得顶壳19以挂接于链接杆21末端的上方，以提高电池组件8的密封性，链接杆21一端与样品杆15相通连接，另一端通过上压紧螺帽20抵压在电池体的上部，底壳17通过下压紧螺帽16压紧在电池体的下部，同时，电池体设置在顶壳19与底壳17之间；接着，电池体包括外壳18、顶部垫片22、底部垫片29、绝缘套28、正极片25、负极片24和玻璃纤维26，外壳18一端通过上压紧螺帽20抵压在链接杆21的下端，另一端通过下压紧螺帽16压紧在底壳17上，然后，顶部垫片22和底部垫片29可拆卸式安装在外壳18内，并设置在上压紧螺帽20和下压紧螺帽16之间；正极片25、负极片24和玻璃纤维26设置在顶部垫片22与底部垫片29之间，且所述玻璃纤维26包覆在正极片25和负极片24的外侧；更具体的说明：外壳18内从上到下排布设置有顶部垫片22、负极片24、正极片25和底部垫片29。
41.本实施例过程中，需要说明的是：顶壳19和底壳17均是氮化硼；链接杆21为铝材；电池体的外壳18是钛锆合金电池外壳；上压紧螺母20和下压紧螺母16为peek所制；顶部垫片22和底部垫片29均是钛锆合金垫片。
42.参照图4，本实用新型一非限制实施例，顶部垫片22和底部垫片29与外壳18之间分别设置有至少一o型密封圈，底部垫片19与外壳18之间设置有绝缘套28，为了区分明了，顶部垫片22与外壳18之间设置有至少两个o型上密封圈23，底部垫片29与外壳18之间设置有至少一个o型下密封圈27。进一步来说：绝缘套28是台阶状的，且采用peek，并包裹于底部垫片29的外侧，所以，下密封圈27是设置在绝缘套28的台阶与外壳18的台阶之间，而顶部垫片22侧面上开设有用于内嵌密封圈23的凹槽，玻璃纤维26包覆在负极片24和正极片25的外侧，以隔绝负极片24和正极片25与外壳的接触。
43.由此可知，顶部垫片22、底部垫片29以及外壳18共同构成一个密封腔体，用于提供正极片25以及负极片24真空需求的样品环境条件，并且顶部垫片22、底部垫片29和外壳18之间的连接处通过绝缘套28、上密封圈23和下密封圈27提供真空密封。
44.因此，电池组件8在装配完成之前，需要先进行样品处的标定工作，首先确定顶部22的下表面的位置，即负极片24的上表面的位置，并在外壳18外表面的相同位置进行画线操作，此为粗调节电池组件8位置的基准，最后通过探测器装置2接收到的经电池组件8内部正极片25和负极片24中子衍射后的信号进行精调节。
45.本领域技术人员容易理解的是，顶壳(顶部氮化硼)19和底壳(底部氮化硼)17共同构成电池组件8的屏蔽体，其用于屏蔽除正极片25和负极片24以外其他材料产生的中子衍射信号，避免对中子衍射背底的影响，电池组件8靠近正极片25以及负极片24的零部件材料除玻璃纤维26外选择钛锆合金，这样中子衍射峰几乎为零，玻璃纤维26经中子衍射后会产
生微小的杂乱的中子衍射背底，能对正极片25和负极片24产生规律的中子衍射信号几乎没有影响，并且其中peek绝缘套28、下密封圈27和上密封圈23虽然对中子衍射的背底产生影响，但是其外侧有氮化硼17，19，会吸收中子，不会产生中子信号。
46.另外，顶部垫片22与外壳18之间的绝缘处理还粘贴capton胶带，而外壳18与正极片25和负极片24之间的绝缘是通过玻璃纤维26实现的，并且，在外壳上端和下端均是采用peek压紧螺帽20，16压紧，他们都具有绝缘作用，防止实验测试时实验人员误触，造成危险。
47.参照图1至图6，本实用新型一非限制实施例，加热棒30设置在顶部垫片上，热敏电阻33设置在底部垫片上，温控仪无需附加电源，可直接通过插头连接在民用电上。
48.参照图5，本实用新型一非限制实施例，顶部垫片22上开设有用于安装加热棒30的第一凹槽和用于负极片24引线的负极接线槽31。
49.因此对应的，链接杆21上开设有用于与加热棒30和负极接线槽31的引出线以电性连接的引线孔。
50.参照图6，本实用新型一非限制实施例，底部垫片29开设有用于安装热敏电阻33的第二凹槽和用于正极片25引线的正极接线槽32。
51.参照图1至图6，本实用新型一非限制实施例，加热棒30通过热传递的方式分别给正极片25和负极片24加热，达到反应所需温度，并且温度继续传递，通过热敏电阻33实现反馈调节，以保证样品环境温度的的需要。
52.参照图1至图6，充放电系统6包括电池测试系统和与池测试系统电性连接的pc端4，同时，电池测试系统分别与正极接线槽32和负极接线槽31电性连接，实现对充放电条件以及测试内容进行设定。
53.参照图1，探测器装置2用于接收来自于光源5接收经电池散射/衍射的信号。
54.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语诸如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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装置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。
55.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。
56.上述实施例仅为本实用新型的具体实施例，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本实用新型的保护范围。