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文天精策面向软包电池原位表征需求,研制冷热原位软包电池X射线透射装置。该装置可实现-80℃~200℃变温下电池充放电原位XRD测试,精确捕捉电极材料结构与物相演变,为研究电池反应机理提供实验支撑。

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图 1 XRD原位变温透射软包电池测量装置

本装置采用纯银质冷热块体与双侧加持结构,保证软包电池整体均温性;通过液氮制冷与电热丝加热实现宽范围温控,同时配备滑块式接线柱,可适配不同极耳宽度的软包电池。前后视窗采用进口Kapton膜,有效减少X射线强度衰减,后视窗的狭长方形设计可实现最大 70°的 X 射线衍射角,满足物相分析需求。

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图 2 设备实际工作图像

产品主要技术参数:

XRD原位变温透射软包电池测试系统

温控模块

冷热方式

液氮制冷,电阻加热

温控范围

-80℃~200℃

温控精度

±0.3℃,分辨率0.1℃

控温速度

最大60℃/min

温控类型

温控方式:PID;温度传感器:PT100

载样台材质

银质

光学特性

光路

透射光路,透射孔φ14mm

前盖视窗

Kapton膜,圆形视窗,φ25mm

前盖视窗

Kapton膜,方形视窗,11016mm

视窗除霜

负温下吹气除霜

结构特性

样品台结构

单侧加热制冷,一侧加持

气密腔室

气密腔室,可充保护气氛

外壳冷却

循环水接口,防止外壳过热过冷

样品台尺寸

8575mm(可定制)

电学特性

探针/接线柱

2个接线柱

电学接口

BNC接头

样品台面电位

默认电悬空

基本配置

主机软包电池原位透射冷热台x1  温度控制器 x1 制冷控制器x1  液氮罐 x1   温控软件 x1,循环水系统x1

技术特点:

1.宽温域精确控温:温控范围覆盖 - 80℃~200℃,最大升降温速率达60℃/min,温控精度 ±0.3℃,可满足各类变温测试需求。

2.环境友好制冷:采用液氮制冷方式,无污染物排放与泄露风险,保障实验室安全。

3.均温性优异:纯银质冷热块体配合双侧加持结构,确保软包电池整体温度均匀,避免局部温差影响测试结果。

4.灵活适配性:滑块式接线柱设计,可适配不同极耳宽度的软包电池,提升装置通用性。

5.低温视窗保护:低温气体吹扫设计,有效防止视窗在低温下结霜、凝露,保证光路通畅。

6.外壳温控保护:整体外壳配备循环水冷系统,避免长时间测试过程中外壳过冷或过热,提升设备稳定性。

7.低衰减光学设计:前后视窗采用进口Kapton膜,更大限度减少 X 射线强度衰减;后视窗狭长方形设计,可实现最大 70°的衍射角,满足物相分析需求。

8.气密环境可控:气密腔室设计,可充入保护气氛,有效避免样品在测试过程中发生氧化或副反应。