G - Physics – 01 – R
Patent
G - Physics
01
R
G01R 31/36 (2006.01) G01N 23/20 (2006.01) H01M 10/48 (2006.01) H01M 6/18 (2006.01)
Patent
CA 2209213
An apparatus and method for monitoring structural changes of an electrode in a rechargeable battery include an in situ x-ray electrochemical cell (30) comprising top and bottom cell members (32, 34) including at least one beryllium window element (36) for transmission of diffractometer x-radiation. A rechargeable battery (43) mounted within the x-ray cell enclosure comprises an electrolyte/separator element (68) interposed between positive and negative electrodes (64, 66). A current collector element (70) formed of an electrically-conductive open-mesh grid is disposed between the positive electrode and the separator to enable ion-conducting contact of the electrode and separator while maintaining electrical continuity between the electrode and an external x-ray cell terminal (54). As a result of this arrangement, the positive electrode need not contact the window element to establish an electrical battery circuit, but may be sufficiently spaced from the window to avoid electrolytic corrosion of the beryllium element. The in situ x-ray electrochemical cell and battery structure allow for continuous monitoring of the structural changes in electrode materials during charge/discharge cycling.
L'invention porte sur un appareil et sur un procédé permettant de surveiller les modifications structurales d'une électrode de batterie rechargeable. Cet appareil comporte une cellule électrochimique à rayons X in situ (30) comprenant des éléments de cellule supérieur et inférieur (32, 34) dotés d'au moins une fenêtre au béryllium (36) servant à la transmission du rayonnement X d'un diffractomètre. Une batterie rechargeable (43), installée à l'intérieur du boîtier de cellule à rayons X, comporte un élément électrolytique/séparateur (68) prévu entre des électrodes positive et négative (64, 66). Un élément collecteur de courant (70), constitué d'une grille conductrice à mailles ouvertes, se trouve placé entre l'électrode positive et l'élément séparateur pour permettre un contact de conduction ionique entre ces derniers, une continuité électrique étant maintenue entre l'électrode et une borne de cellule à rayons X extérieure (54). Du fait de cet agencement, il n'est pas nécessaire que l'électrode positive soit en contact avec la fenêtre pour établir un circuit électrique de batterie; elle doit, cependant, en être suffisamment espacée afin d'éviter une corrosion électrochimique des éléments au béryllium. La cellule électrochimique à rayon X in situ et la batterie permettent d'effectuer une surveillance continue des modifications structurales des électrodes durant les cycles de charge et de décharge.
Amatucci Glenn G.
Tarascon Jean-Marie
Bell Communications Research Inc.
Kirby Eades Gale Baker
LandOfFree
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