一种碳包覆完整度测试设备的制作方法

本技术涉及材料检测，特别是涉及一种碳包覆完整度测试设备。

背景技术：

1、近年来，随着便携式电子产品和新能源交通工具的高速发展，人们对高容量高性能锂离子电池需求日益增长，因而对新型负极材料的开发就显得至关重要。相较于传统石墨负极材料，硅基负极材料具有较高的理论比容量，因而受到了广泛关注。

2、在充放电过程中，硅负极材料面临较大的体积膨胀问题，显著损害了硅基材料的结构稳定性和循环性能。为了解决此问题，常用的策略对硅基材料进行碳包覆处理，有效降低体积膨胀。尽管碳包覆可以有效抑制体积膨胀，但是如何表征碳包覆的完整度和均匀性是一个新的难题。目前，常用的检测碳包覆完整度的方法包括sem、tem、拉曼光谱等。但是这些表征方法，过程复杂，成本高，因此需要开发一种简单易操作且低成本的测试设备用以表征碳包覆的完整度。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于满足实际需求，提供一种碳包覆完整度测试设备，能够简单方便地表征硅基材料进行碳包覆的完整度。

2、本实用新型提供了一种碳包覆完整度测试设备，包括：

3、用于放置硅基材料和反应液的反应罐，在所述反应罐上开设有出气插口、进气插口、用于检测反应罐内温度的温度传感器；

4、用于向反应罐内提供载气的载气控制装置；

5、用于对反应罐内产生的氢气进行检测的检测装置；其中：

6、所述载气控制装置通过进气管路与进气插口连接；所述检测装置通过出气管路与出气插口连接；在所述反应罐上设置有加热装置。

7、优选地，所述反应罐包括罐体和罐盖，在所述罐盖上开设有出气插口、进气插口、用于安装温度传感器的温度传感器插口。

8、优选地，所述罐体与所述罐盖之间设置密封圈，所述罐盖上设置快卡卡箍。

9、优选地，所述温度传感器至少有两个，包括用于检测所述反应罐内气体温度的气体温度传感器和用于检测所述反应罐内反应液温度的液体温度传感器。

10、优选地，所述加热装置包括与所述反应罐的底部接触的磁力搅拌器、温控仪和包裹在反应罐外壁的加热套；其中，所述温控仪和加热套连接。

11、优选地，所述磁力搅拌器包括加热板、数控显示面板、温度/时间调节旋钮、搅拌速率调节旋钮；其中，所述加热板与所述反应罐的底部相接触。

12、优选地，所述温控仪包括温控表、加热棒接口和热电偶接口；其中，所述加热棒接口与所述加热套连接，所述热电偶接口与所述温度传感器连接。

13、优选地，所述载气控制装置包括气体流量计、流量控制器和载气瓶；其中，所述气体流量计通过进气管路与所述载气瓶和所述进气插口连接，所述气体流量计与所述流量控制器连接，所述流量控制器与所述检测装置连接。

14、优选地，所述检测装置包括氢气传感器、电化学工作站、测试终端；所述氢气传感器通过出气管道与所述出气插口和尾气管连接，所述电化学工作站通过电极与所述氢气传感器连接，所述测试终端与所述电化学工作站和所述流量控制器连接。

15、优选地，所述载气为惰性气体。

16、与现有技术相比，本申请具有的优点和积极效果是：

17、本实用新型提供的碳包覆完整度测试设备包括用于放置硅基材料和反应液的反应罐，在反应罐上开设有出气插口、进气插口、用于检测反应罐内温度的温度传感器；用于向反应罐内提供载气的载气控制装置；用于对反应罐内产生的氢气进行检测的检测装置。通过加热装置和温度传感器对反应罐进行加热并监测控制反应温度，以使得反应罐内的硅基材料发生化学反应生成氢气，生成的氢气会与载气经过出气管道输送到检测装置，用于检测生成氢气的速率和氢气含量。硅基材料的碳包覆越完整，反应罐内氢气的生成速率越慢，反应罐出口的氢气含量越低，因此通过出气口混合气体中氢气的含量表征碳包覆的完整度。与现有技术相比，本实用新型无需进行高温烧结，测试流程简单、容易操作且安全性高，能够简单方便地表征碳包覆的完整度。

技术特征：

1.一种碳包覆完整度测试设备，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的碳包覆完整度测试设备，其特征在于，所述反应罐(1)包括罐体(11)和罐盖(13)，在所述罐盖(13)上开设有出气插口(134)、进气插口(133)、用于安装温度传感器的温度传感器插口。

3.根据权利要求2所述的碳包覆完整度测试设备，其特征在于，所述罐体(11)与所述罐盖(13)之间设置密封圈(12)，所述罐盖(13)上设置快卡卡箍(14)。

4.根据权利要求1所述的碳包覆完整度测试设备，其特征在于，所述温度传感器至少有两个，用于检测所述反应罐(1)内气体温度的气体温度传感器，用于检测所述反应罐(1)内反应液温度的液体温度传感器。

5.根据权利要求1所述的碳包覆完整度测试设备，其特征在于，所述加热装置(2)包括与所述反应罐(1)的底部接触的磁力搅拌器(21)、温控仪(22)和包裹在反应罐(1)外壁的加热套(23)；其中，所述温控仪(22)和加热套(23)连接。

6.根据权利要求5所述的碳包覆完整度测试设备，其特征在于，所述磁力搅拌器(21)包括加热板(211)、数控显示面板(212)、温度/时间调节旋钮(213)、搅拌速率调节旋钮(214)；其中，所述加热板(211)与所述反应罐(1)的底部相接触。

7.根据权利要求5所述的碳包覆完整度测试设备，其特征在于，所述温控仪(22)包括温控表(221)、加热棒接口(222)和热电偶接口(223)；其中，所述加热棒接口(222)与所述加热套(23)连接，所述热电偶接口(223)与所述温度传感器连接。

8.根据权利要求1所述的碳包覆完整度测试设备，其特征在于，所述载气控制装置(3)包括气体流量计(31)、流量控制器(32)和载气瓶(33)；其中，所述气体流量计(31)通过进气管路与所述载气瓶(33)和所述进气插口(133)连接，所述气体流量计(31)与所述流量控制器(32)连接，所述流量控制器(32)与所述检测装置(4)连接。

9.根据权利要求8所述的碳包覆完整度测试设备，其特征在于，所述检测装置(4)包括氢气传感器(41)、电化学工作站(42)、测试终端(43)；所述氢气传感器(41)通过出气管道与所述出气插口(134)和尾气管连接，所述电化学工作站(42)通过电极与所述氢气传感器(41)连接，所述测试终端(43)与所述电化学工作站(42)和所述流量控制器(32)连接。

10.根据权利要求9所述的碳包覆完整度测试设备，其特征在于，所述载气为惰性气体。

技术总结
本技术公开了一种碳包覆完整度测试设备，属于材料检测技术领域，碳包覆完整度测试设备包括：用于放置硅基材料和反应液的反应罐，反应罐上开设有出气插口、进气插口、用于检测反应罐内温度的温度传感器，温度传感器至少有两个，包括用于检测反应罐内气体温度的气体温度传感器和用于检测反应罐内反应液温度的液体温度传感器；用于向反应罐内提供载气的载气控制装置；用于对反应罐内产生的氢气进行检测的检测装置；其中，载气控制装置通过进气管路与进气插口连接；检测装置通过出气管路与出气插口连接；在反应罐上设置有加热装置。应用本技术能够简单方便表征硅基材料进行碳包覆的完整度。

技术研发人员：魏伟,吕慧,程鲁石,韩俊伟,汪露,杨全红
受保护的技术使用者：至微新能（常州）科技有限公司
技术研发日：20231123
技术公布日：2024/6/30