用于对电极电位和热分布原位映射的系统和方法与流程

本公开总体上涉及用于电极电位和热分布的原位映射的系统和方法。

背景技术：

1、电池单元或电池包括阳极电极、阴极电极、隔膜和电解质。与参考值相比，电极具有电位或电压电位。电极可以在电极上的不同位置处具有可变电位。

2、当电池处于充电循环或放电循环时，电池中会产生热量。电极可以在电极上的不同位置处具有可变温度。

技术实现思路

1、提供了用于电极电位和热分布的原位映射的系统。该系统包括测试装置。该测试装置包括阳极、阴极、参考电极、设置在阳极和阴极之间的隔膜以及电压电位传感器，该电压电位传感器被配置为，与参考电极的第二电压电位相比，监测阳极或阴极中的一个上在第一位置处的第一电压电位。该系统还包括红外线传感器装置，其配置用于收集描述阳极或阴极之一的表面上的温度变化的数据。

2、在一些实施例中，测试装置还包括红外透明壁，其配置为使红外传感器装置能够收集描述温度变化的数据。

3、在一些实施例中，红外透明壁由蓝宝石或氟化钙构成。

4、在一些实施例中，测试装置还包括至少一个温度传感器，其配置用于监测阳极或阴极之一上的第二位置处的温度，并且配置用于校准红外传感器装置。

5、在一些实施例中，测试装置还包括多个电压电位传感器和多个温度传感器，这些电压电位传感器被配置为监测阳极和阴极之一内的电压电位变化。

6、在一些实施例中，红外传感器装置被配置为生成描述温度变化的二维输出。

7、在一些实施例中，二维输出包括提供温度变化的视觉表示的光谱显示。

8、在一些实施例中，测试装置还包括提供关于测试装置内的压力的数据的压力传感器。

9、在一些实施例中，参考电极位于隔膜内。

10、在一些实施例中，测试装置还包括用于在阳极、阴极、参考电极和隔膜上施加压缩压力的弹簧装置。

11、在一些实施例中，该系统还包括电源，该电源被配置为向阳极提供期望的阳极电荷并且向阴极提供期望的阴极电荷。

12、在一些实施例中，该系统还包括计算机化装置。计算机化装置包括编程以监测由电压电位传感器产生的数据并监测由红外传感器装置产生的数据。计算机化装置还包括编程以控制测试循环的操作，包括通过测试循环控制阳极和阴极的操作，并分析在测试循环期间由电压电位传感器和红外传感器装置产生的监测数据以提供阳极和阴极之一的表面上的相关电压电位分布数据和温度分布数据。

13、在一些实施例中，由电压电位传感器产生的数据和由红外传感器装置产生的数据被同时收集。

14、根据一个替代实施例，提供了一种用于电极电位和热分布的原位映射的系统。该系统包括测试装置。测试装置包括阳极、阴极和参考电极。测试装置还包括设置在阳极和阴极之间的隔膜，多个电压电位传感器，其配置用于与参考电极的第二电压电位相比监测阳极或阴极之一内的第一电压电位分布，以及多个温度传感器。测试装置还包括提供关于测试装置内的压力的数据的压力传感器和红外透明壁。该系统还包括红外传感器装置，其被配置用于通过红外透明壁收集描述阳极或阴极之一的温度变化的数据，其中多个温度传感器被配置用于校准红外传感器装置。

15、在一些实施例中，红外传感器装置被配置为生成描述温度变化的二维输出。

16、在一些实施例中，二维输出包括提供温度变化的视觉表示的光谱显示。

17、在一些实施例中，该系统还包括计算机化装置，其包括编程以监测由多个电压电位传感器产生的数据、监测由多个温度传感器产生的数据、监测由压力传感器产生的数据、以及监测由红外传感器装置产生的数据。计算机化装置还包括编程以控制测试循环的操作，包括通过测试循环控制阳极和阴极的操作，并分析由多个电压电位传感器、多个温度传感器、压力传感器、红外传感器装置在测试循环期间产生的监测数据，以提供在阳极和阴极其中之一的表面上的相关的电压电位分布数据和温度分布数据。

18、根据一个替代实施例，提供了一种用于电极电位和热分布的原位映射的方法。该方法包括操作测试装置，该测试装置包括阳极、阴极、隔膜、参考电极和多个电压电位传感器，这些电压电位传感器被布置成提供关于阳极或阴极内的电压电位分布的数据。该方法进一步包括操作红外传感器装置以提供关于在阳极或阴极之一的表面上的温度分布的数据。该方法还包括运行测试循环，包括控制阳极和阴极的运行以在测试装置内产生电位分布和温度分布。该方法还包括分析在测试循环期间收集的关于电压电位分布的数据和关于温度分布的数据。该方法还包括基于分析配置用于制造的电极。

19、本发明提供以下技术方案：

20、1.一种用于电极电位和热分布的原位映射的系统，该系统包括：

21、测试装置，包括：

22、阳极；

23、阴极；

24、参考电极；

25、设置在阳极和阴极之间的隔膜；和

26、电压电位传感器，其被配置用于监测与参考电极的第二电压电位相比在阳极或阴极之一上的第一位置处的第一电压电位；和

27、红外传感器装置，其被配置用于收集描述阳极或阴极之一的表面上的温度变化的数据。

28、2.如方案1所述的系统，其中所述测试装置还包括红外透明壁，所述红外透明壁被配置为使所述红外传感器装置能够收集描述温度变化的数据。

29、3.如方案2所述的系统，其中所述红外透明壁由蓝宝石或氟化钙构成。

30、4.如方案1所述的系统，其中所述测试装置还包括至少一个温度传感器，所述温度传感器被配置用于监测所述阳极或所述阴极之一上的第二位置处的温度且被配置用于校准所述红外传感器装置。

31、5.如方案1所述的系统，其中所述测试装置还包括：

32、多个电压电位传感器，其配置用于监测阳极和阴极之一内的电压电位变化；和

33、多个温度传感器。

34、6.如方案1所述的系统，其中所述红外传感器装置被配置为生成描述温度变化的二维输出。

35、7.如方案6所述的系统，其中所述二维输出包括提供温度变化的视觉表示的光谱显示。

36、8.如方案1所述的系统，其中所述测试装置还包括提供关于所述测试装置内的压力的数据的压力传感器。

37、9.如方案1所述的系统，其中所述参考电极位于所述隔膜内。

38、10.如方案1所述的系统，其中所述测试装置还包括用于在阳极、阴极、参考电极和隔膜上施加压缩压力的弹簧装置。

39、11.如方案1所述的系统，还包括电源，其被配置为向所述阳极提供期望的阳极电荷并且向所述阴极提供期望的阴极电荷。

40、12.如方案1所述的系统，还包括计算机化装置，其包括编程以：

41、监测由电压电位传感器产生的数据；

42、监测由红外传感器装置产生的数据；

43、控制测试循环的操作，包括通过测试循环控制阳极和阴极的操作；和

44、分析测试循环期间由电压电位传感器和红外传感器装置产生的监测数据，以提供阳极和阴极之一的表面上的相关的电压电位分布数据和温度分布数据。

45、13.如方案12所述的系统，其中同时收集由电压电位传感器产生的数据和由红外传感器装置产生的数据。

46、14.一种用于电极电位和热分布的原位映射的系统，该系统包括：

47、测试装置，包括：

48、阳极；

49、阴极；

50、参考电极；

51、布置在阳极和阴极之间的隔膜；

52、多个电压电位传感器，其配置用于与参考电极的第二电压电位相比监测阳极或阴极之一内的第一电压电位分布；

53、多个温度传感器；

54、压力传感器，所述压力传感器提供关于测试装置内的压力的数据；和

55、红外透明壁；和

56、红外传感器装置，所述红外传感器装置被配置为通过红外透明壁收集描述阳极或阴极之一的表面上的温度变化的数据，其中多个温度传感器被配置为校准红外传感器装置。

57、15.如方案14所述的系统，其中所述红外传感器装置被配置为生成描述所述温度变化的二维输出。

58、16.如方案15所述的系统，其中所述二维输出包括提供温度变化的视觉表示的光谱显示。

59、17.如方案14所述的系统，还包括计算机化装置，其包括编程以：

60、监测由多个电压电位传感器产生的数据；

61、监测由多个温度传感器产生的数据；

62、监测由压力传感器产生的数据；

63、监测由红外传感器装置产生的数据；

64、控制测试循环的操作，包括通过测试循环控制阳极和阴极的操作；和

65、分析在测试循环期间由多个电压电位传感器、多个温度传感器、压力传感器和红外传感器装置产生的监测数据，以提供在阳极和阴极之一的表面上的相关的电压电位分布数据和温度分布数据。

66、18.一种原位映射电极电位和热分布的方法，该方法包括：

67、操作包括阳极、阴极、隔膜、参考电极和多个电压电位传感器的测试装置，所述电压电位传感器被布置以提供关于阳极或阴极内的电压电位分布的数据；

68、操作红外传感器装置以提供关于在阳极或阴极之一的表面上的温度分布的数据；

69、运行测试循环，包括控制阳极和阴极的运行以在测试装置内产生电位分布和温度分布；

70、分析在测试循环期间收集的关于电压电位分布的数据和关于温度分布的数据；和

71、基于分析配置用于制造的电极。

72、从下面结合附图对实施本公开的最佳方式的详细描述中，本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点将容易明了。