一种用于原位测量的立体电池的制作方法

1.本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种用于原位测量的立体电池。


背景技术：

2.可充电电池作为一种有效的电化学能源存储器件，越来越受到科研工作者的重视，电极材料作为可充电电池的重要组成部分，在电池的充放电过程中发挥了至关重要的作用。在电池的充放电过程中，电极材料的微观结构会不断发生变化，例如晶格常数的改变、物相的变化等，将这些内部微观结构的变化和反应条件实时对应起来，有利于理解电池反应过程中的电极过程、催化机理以及界面反应等。
3.原位测量（例如xrd，即x射线衍射）技术可以在电池充放电过程中监测到电极材料的衍射图谱随着电极反应进行的实时变化情况，由此可以推断出电极反应过程中的产物以及物相的变化，有利于揭示电池充放电反应的机理，为后续设计开发高性能的电极材料提供指导。
4.然而，目前通过原位测量技术测量得到的结果通常与电极材料的微观结构变化情况存在较大偏差，无法准确表征电池的真实反应过程。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种用于原位测量的立体电池，旨在解决目前通过原位测量技术测量得到的结果通常与电极材料的微观结构变化情况存在较大偏差，无法准确表征电池的真实反应过程的技术问题。
6.本发明为达到其目的，所采用的技术方案如下：一种用于原位测量的立体电池，所述用于原位测量的立体电池包括：基底，具有竖向部和横向部；所述竖向部连接于所述横向部上，所述竖向部开设有探测通孔；第一电极，连接于所述横向部，所述第一电极穿设于所述探测通孔中，所述探测通孔的边缘与所述第一电极之间形成探测通道；第二电极，连接于所述竖向部，所述探测通道位于所述第二电极与所述第一电极之间；电解质层，设置于所述探测通道中，所述电解质层与所述第一电极、所述第二电极接触。
7.进一步地，所述竖向部与所述横向部之间的夹角为0~90
°
。
8.进一步地，所述第二电极连接于所述竖向部的第一侧面和/或所述竖向部的第二侧面；所述第一侧面与所述第二侧面相对。
9.进一步地，所述用于原位测量的立体电池包括第一封装结构；所述第一封装结构连接于所述基底上，所述第一封装结构与所述基底之间形成第一封装区域；所述第一电极、所述第二电极、所述探测通孔位于所述第一封装区域内；
所述电解质层包括电解液，所述电解液填充于所述第一封装区域内。
10.进一步地，所述第一封装结构包括第一胶框、第二胶框、第一柔性盖板和第二柔性盖板，所述第一封装区域包括第一子区域和第二子区域；所述第一胶框的一侧面连接于所述竖向部的一侧面、所述横向部朝向所述竖向部的一侧面，所述第一柔性盖板盖合于所述第一胶框的另一侧面；所述基底、所述第一胶框、所述第一柔性盖板之间围蔽形成所述第一子区域；所述第二胶框的一侧面连接于所述竖向部的另一侧面、所述横向部朝向所述竖向部的一侧面，所述第二柔性盖板盖合于所述第二胶框的另一侧面；所述基底、所述第二胶框、所述第二柔性盖板之间围蔽形成所述第二子区域；所述探测通孔连通所述第一子区域和所述第二子区域。
11.进一步地，所述基底为柔性结构，所述基底沿第一折线、第二折线、第三折线对折形成第一平直部分、第二平直部分、第三平直部分和第四平直部分；所述第一折线位于所述第一平直部分与所述第二平直部分之间，所述第二折线位于所述第二平直部分与所述第三平直部分之间，所述第三折线位于所述第三平直部分与所述第四平直部分之间；所述第二平直部分与所述第三平直部分贴合，所述第一平直部分与所述第二平直部分呈第一夹角，所述第四平直部分与所述第三平直部分呈第二夹角；所述第二平直部分与所述第三平直部分构成所述竖向部，所述第一平直部分与所述第四平直部分构成所述横向部。
12.进一步地，所述用于原位测量的立体电池包括第二封装结构；所述第二封装结构设置于所述第二平直部分、所述第三平直部分之间，所述第二封装结构与所述基底之间形成第二封装区域；所述探测通孔位于所述第二封装区域内。
13.进一步地，所述第二封装结构包括第三胶框和第三柔性盖板；所述第三胶框包括u型框体和闭环框体；所述u型框体的一侧面连接于所述第二平直部分朝向所述第三平直部分的一侧面，所述u型框体的另一侧面连接于所述第三平直部分朝向所述第二平直部分的一侧面，所述u型框体的开口端与所述闭环框体连接，所述闭环框体的一侧面连接于所述第一平直部分背向所述探测通孔的一侧面、所述第四平直部分背向所述探测通孔的一侧面；所述第三柔性盖板盖合于所述闭环框体的另一侧面；所述基底、所述u型框体、所述闭环框体、所述第三柔性盖板之间围蔽形成所述第二封装区域。
14.进一步地，所述探测通孔包括第一通孔和第二通孔；所述第一通孔开设于所述第二平直部分，所述第二通孔开设于所述第三平直部分；所述第一通孔与所述第二通孔相对。
15.进一步地，所述第二平直部分设有剪裁线，所述剪裁线与所述第一折线之间围合形成剪裁片区；所述剪裁片区绕所述第一折线转动至穿设于所述第二通孔中，以使所述第二平直部分形成所述第一通孔；所述第一电极连接于所述剪裁片区上，所述第一通孔的边缘与所述第一电极之间形成所述探测通道。
16.进一步地，所述第一通孔、所述第二通孔中面积较小的为半圆形通孔，所述半圆形通孔的圆弧段与所述第一电极之间形成所述探测通道。
17.进一步地，所述用于原位测量的立体电池包括集电极，所述集电极印刷于所述基底上或粘贴于所述基底上；所述集电极与所述第一电极连通，且/或所述集电极与所述第二电极连通。
18.进一步地，所述第二电极开设有第一过流通孔，所述竖向部开设有第二过流通孔；所述第一过流通孔与所述第二过流通孔连通。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出的用于原位测量的立体电池，第一电极、第二电极可与电解质层发生电化学反应，从而第一电极、第二电极之间可通过电解质层进行电场和离子的迁移传输，而由于探测通道位于第一电极与第二电极之间，且电解质层位于探测通道中，因此电场和离子的主要传输路径将经过探测通道；如此，操作人员可将探测光线沿向下倾斜的方向投射于第一电极上表面位于探测通道处的部分，探测光线在接触到第一电极后将沿向上倾斜的方向被反射出去；在此过程中，探测光线穿过探测通道，而在探测光线穿过探测通道的过程中，探测光线将与电场、离子的主要传输路径充分接触，从而基于探测光线的测量结果将与第一电极、第二电极之间电场、离子的迁移传输状况更为契合，如此可基于测量结果更为准确地表征电极的微观结构变化过程，从而可准确反映电池的真实反应情况。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
21.图1为第一现有技术中测量电池的结构示意图；图2为第二现有技术中测量电池的结构示意图；图3为本发明用于原位测量的立体电池第一实施例中基底处于第一状态时的剖面结构示意图；图4为本发明用于原位测量的立体电池第一实施例中基底处于第二状态时的剖面结构示意图；图5为本发明用于原位测量的立体电池第二实施例的剖面结构示意图；图6为本发明用于原位测量的立体电池第二实施例的立体结构示意图；图7为本发明用于原位测量的立体电池第二实施例的分解结构示意图；图8为本发明用于原位测量的立体电池第二实施例的基底折叠示意图；图9为本发明用于原位测量的立体电池第三实施例的基底折叠示意图；图10为本发明用于原位测量的立体电池第四实施例的基底折叠示意图；图11为本发明用于原位测量的立体电池第五实施例的分解结构示意图。
22.附图标号说明：100-第一反应电极，200-第二反应电极，300-电解反应层，400-第三反应电极，500-第四反应电极，1-基底，2-第一电极，3-第二电极，4-第一封装结构，5-第一封装区域，6-第二封装结构，7-第二封装区域，8-集电极，11-竖向部，12-横向部，13-第一折线，14-第二折线，15-第三折线，16-剪裁线，17-剪裁片区，31-第一过流通孔，41-第一胶框，42-第二胶框，43-第一柔性盖板，44-第二柔性盖板，51-第一子区域，52-第二子区域，61-第三胶框，62-第三柔性盖板，111-探测通孔，112-第二平直部分，113-第三平直部分，114-第二过流通孔，121-第一平直部分，122-第四平直部分，611-u型框体，612-闭环框体，1111-第一通孔，
1112-第二通孔。
23.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后
……
），则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
26.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
27.本技术技术人员通过对现有技术进行分析后得知，当现有的原位测量技术应用于电极材料反应过程的测量时，其存在的缺陷如下：如图1所示，申请号为cn202010339371.8的中国发明专利公开了一种多功能x射线衍射仪原位电池反应室，其中，第一反应电极100为待测电极，第一反应电极100与第二反应电极200通过测量装置电性连接，第一反应电极100与第二反应电极200之间设有电解反应层300，第一反应电极100表面设置有透过窗口，透过窗口可采用铍膜、聚酰亚胺薄膜等；在实际测量过程中，将x射线投射至透过窗口，利用x射线的穿透性探测反应过程中第一反应电极100、第二反应电极200的微观结构变化情况。该测量装置结构复杂，并且要求第一反应电极100足够薄或者电解反应层300能被x射线充分穿透；这是由于电化学反应时，电场和离子的迁移传输集中在第一反应电极100下侧，也即第一反应电极100与第二反应电极200之间，而电极的微观结构变化情况在电场、离子的集中传输位置方能得到准确表征，当x射线穿透不深或者电极上下表面不均一（例如电极材料在反应过程中呈现不同价态）时，x射线难以与电场、离子的集中传输位置充分接触，从而导致测量结果与电池的真实反应情况存在较大偏差。
28.而对于共面电池结构，如图2所示的第二现有技术中，第三反应电极400与第四反应电极500并排设置，电极间反应位置（也即电场和离子的集中传输位置）主要集中在第三反应电极400与第四反应电极500之间；在实际测量过程中，将探测光线投射至第三反应电极400的上表面，其中有部分探测光线通过第三反应电极400与第四反应电极500之间，如此可通过探测反应过程中第三反应电极400与第四反应电极500之间的电场、离子传输过程而推知电极的微观结构变化情况。然而，由于电池结构及性能上的限制，第三反应电极400与
第四反应电极500之间的间隙较小，因此表征面积有限，仍然无法准确反映电极间的真实反应情况。
29.基于上述问题及发现，本发明实施例对应提供一种用于原位测量的立体电池，以解决现有技术中无法充分获取反应电极间的电场、离子传输状况，从而难以通过电极的微观结构变化准确表征电池真实反应情况的问题。
30.请参阅图3，在第一实施例中，该用于原位测量的立体电池包括：基底1，具有竖向部11和横向部12；竖向部11连接于横向部12上，竖向部11开设有探测通孔111；具体地，可将一个基底1的侧面与另一个基底1的上表面贴合，以形成竖向部11和横向部12；当基底1采用可弯折的柔性结构时，还可将一个基底1折叠为具有竖向部11和横向部12，具体折叠方式不作限定；探测通孔111可设置于竖向部11与横向部12交接的位置；第一电极2，连接于横向部12，第一电极2穿设于探测通孔111中，探测通孔111的边缘与第一电极2之间形成探测通道；其中，如图3所示，探测通道可指代探测通孔111的上边沿与第一电极2的上表面之间的空隙部分；第二电极3，连接于竖向部11，探测通道位于第二电极3与第一电极2之间；其中，如图3所示，第二电极3可设置于第一电极2、探测通孔111的上方；第一电极2、第二电极3的其中一个为正电极，另外一个为负电极；电解质层（图中未示意出），设置于探测通道中，电解质层与第一电极2、第二电极3接触；具体地，电解质层可采用电解液或固态（如凝胶状）电解质；当电解质层为电解液时，可通过封装结构将电解液、第一电极2、第二电极3封装于一闭合腔室中，并保证电解液在探测通道中流动；当电解质层为固态电解质时，可通过贴合等方式实现固态电解质、第一电极2、第二电极3之间的连接，并保证固态电解质穿设于探测通道中。
31.基于上述结构设置，第一电极2、第二电极3可与电解质层发生电化学反应，从而第一电极2、第二电极3之间可通过电解质层进行电场和离子的迁移传输，而由于探测通道位于第一电极2与第二电极3之间，且电解质层位于探测通道中，因此电场和离子的主要传输路径将如图3所示经过探测通道；如此，操作人员可如图3所示将探测光线沿向下倾斜的方向投射于第一电极2上表面位于探测通道处的部分，探测光线在接触到第一电极2后将沿向上倾斜的方向被反射出去；在此过程中，探测光线穿过探测通道，而在探测光线穿过探测通道的过程中，探测光线将与电场、离子的主要传输路径充分接触，从而基于探测光线的测量结果将与第一电极2、第二电极3之间电场、离子的迁移传输状况更为契合，如此可基于测量结果更为准确地表征电极的微观结构变化过程，从而可准确反映电池的真实反应情况。其中，探测光线可采用x射线或其它可见光。
32.可选地，如图3和图4所示，竖向部11与横向部12之间的夹角为0~90
°
。
33.当上述实施例的用于原位测量的立体电池采用上述探测光线进行测试时，竖向部11可垂直于横向部12设置，以使得作为测试窗口的探测通道面积最大化，从而增加探测光线的探测范围。而当上述实施例的用于原位测量的立体电池改为光谱测试或共焦显微镜测试时，可将竖向部11设置为相对于横向部12倾斜一定角度，具体地，当基底1为柔性结构时，只需将竖向部11向靠近或远离横向部12的方向折弯即可，如图4所示，调整后的竖向部11的右侧与横向部12之间呈锐角，竖向部11的左侧则与横向部12之间呈钝角，而在竖向部11的
左侧，竖向部11对第一电极2的阻挡将减小，第一电极2与测试端直接接触的部分将增大，从而更有利于保证光谱测试及共焦显微镜测试的准确性。
34.可选地，参照图3至图7，用于原位测量的立体电池包括第一封装结构4；第一封装结构4连接于基底1上，第一封装结构4与基底1之间形成第一封装区域5；第一电极2、第二电极3、探测通孔111位于第一封装区域5内；电解质层包括电解液，电解液填充于第一封装区域5内。
35.第一封装结构4可采用胶框进行封装或采用热封胶进行热封。在具体实施过程中，第一封装结构4可设置为一体式并包覆于竖向部11的左右两侧，以同时将第一电极2、第二电极3覆盖并封闭探测通孔111的左右两端。第一封装结构4亦可设置为分体式，第一封装结构4的其中一部分包覆于竖向部11的左侧，当竖向部11的左侧设置有第二电极3时，该部分第一封装结构4可同时将第一电极2的左侧、竖向部11左侧的第二电极3覆盖并封闭探测通孔111的左端；第一封装结构4的另一部分包覆于竖向部11的右侧，当竖向部11的右侧设置有第二电极3时，该部分第一封装结构4可同时将第一电极2的右侧、竖向部11右侧的第二电极3覆盖并封闭探测通孔111的右端；如此，电解液可通过探测通道在竖向部11的左右两侧流通，从而与设置于竖向部11左右两侧的第二电极3充分接触。
36.基于上述第一封装结构4的设置方式，可将电解液限制在第一封装区域5内流动，在保证电解液与第一电极2、第二电极3稳定发生反应的同时，可避免电解液溢出。
37.可选地，参照图3至图7，第一封装结构4包括第一胶框41、第二胶框42、第一柔性盖板43和第二柔性盖板44，第一封装区域5包括第一子区域51和第二子区域52；第一胶框41的一侧面连接于竖向部11的一侧面、横向部12朝向竖向部11的一侧面，第一柔性盖板43盖合于第一胶框41的另一侧面；基底1、第一胶框41、第一柔性盖板43之间围蔽形成第一子区域51；第二胶框42的一侧面连接于竖向部11的另一侧面、横向部12朝向竖向部11的一侧面，第二柔性盖板44盖合于第二胶框42的另一侧面；基底1、第二胶框42、第二柔性盖板44之间围蔽形成第二子区域52；探测通孔111连通第一子区域51和第二子区域52。
38.本实施例的第一封装结构4采用上述实施例所述的分体式结构；其中，第一胶框41位于竖向部11的左侧，第一胶框41可通过折弯而同时与竖向部11的左侧面、横向部12的上侧面贴合，当竖向部11的左侧设置有第二电极3时，第一胶框41同时将第一电极2的左侧、竖向部11左侧的第二电极3、探测通孔111的左端围合起来，再将折弯后的第一柔性盖板43与第一胶框41充分贴合，如此可使竖向部11的左侧围蔽形成第一子区域51；第二胶框42位于竖向部11的右侧，第二胶框42可通过折弯而同时与竖向部11的右侧面、横向部12的上侧面贴合，当竖向部11的右侧设置有第二电极3时，第二胶框42同时将第一电极2的右侧、竖向部11右侧的第二电极3、探测通孔111的右端围合起来，再将折弯后的第二柔性盖板44与第二胶框42充分贴合，如此可使竖向部11的右侧围蔽形成第二子区域52；第一子区域51、第二子区域52通过探测通道连通而形成封闭的第一封装区域5，以供电解液在其中流通。
39.可选地，参照图3至图7，第二电极3连接于竖向部11的第一侧面和/或竖向部11的第二侧面；第一侧面与第二侧面相对。
40.当第二电极3设置为两个时，如图3所示，两个第二电极3分别设置在竖向部11的左
右两侧；当第二电极3设置为一个时，第二电极3可设置在竖向部11的左侧，此时由于竖向部11的右侧不存在第二电极3，因此第二胶框42只需将第一电极2的右侧、探测通孔111的右端围合起来即可，如此可缩小第二胶框42、第二柔性盖板44的尺寸，以节省成本，并使结构更为简洁。
41.可选地，参照图5至图7，在第二实施例中，基底1为柔性结构，基底1沿第一折线13、第二折线14、第三折线15对折形成第一平直部分121、第二平直部分112、第三平直部分113和第四平直部分122；第一折线13位于第一平直部分121与第二平直部分112之间，第二折线14位于第二平直部分112与第三平直部分113之间，第三折线15位于第三平直部分113与第四平直部分122之间；第二平直部分112与第三平直部分113贴合，第一平直部分121与第二平直部分112呈第一夹角，第四平直部分122与第三平直部分113呈第二夹角；第二平直部分112与第三平直部分113构成竖向部11，第一平直部分121与第四平直部分122构成横向部12。
42.在本实施例中，通过一个基底1即可折叠形成竖向部11及横向部12，从而简化了该用于原位测量的立体电池的制作流程。其中，第一夹角、第二夹角可根据测量方式的不同而具体设置，当需要调整第一夹角及第二夹角时，只需将第二平直部分112、第三平直部分113向靠近或远离第一平直部分121的方向折弯即可。
43.可选地，参照图5至图7，用于原位测量的立体电池包括第二封装结构6；第二封装结构6设置于第二平直部分112、第三平直部分113之间，第二封装结构6与基底1之间形成第二封装区域7；探测通孔111位于第二封装区域7内。
44.可选地，参照图5至图7，探测通孔111包括第一通孔1111和第二通孔1112；第一通孔1111开设于第二平直部分112，第二通孔1112开设于第三平直部分113；第一通孔1111与第二通孔1112相对。
45.当基底1采用上一实施例中的折叠方式成型时，第二平直部分112与第三平直部分113之间存在折叠间隙，电解液在通过探测通道时可能由该折叠间隙泄露至外部。为解决这一问题，需要在第二平直部分112与第三平直部分113之间增设第二封装结构6，以通过一封闭腔室（即第二封装区域7）将第一通孔1111的右端与第二通孔1112的左端连通，避免电解液外泄；其中，第二封装结构6可采用胶框进行封装或采用热封胶进行热封。
46.可选地，参照图5至图7，第二封装结构6包括第三胶框61和第三柔性盖板62；第三胶框61包括u型框体611和闭环框体612；u型框体611的一侧面连接于第二平直部分112朝向第三平直部分113的一侧面，u型框体611的另一侧面连接于第三平直部分113朝向第二平直部分112的一侧面，u型框体611的开口端与闭环框体612连接，闭环框体612的一侧面连接于第一平直部分121背向探测通孔111的一侧面、第四平直部分122背向探测通孔111的一侧面；第三柔性盖板62盖合于闭环框体612的另一侧面；基底1、u型框体611、闭环框体612、第三柔性盖板62之间围蔽形成第二封装区域7。
47.如图7所示，u型框体611开口朝下，u型框体611在第二平直部分112与第三平直部分113之间围蔽形成一半封闭腔室，以限制流经探测通道的电解液由u型框体611的开口流动至下方的闭环框体612内，而第三柔性盖板62可对闭环框体612的下部进行封盖，由此可将电解液封装于由基底1、u型框体611、闭环框体612、第三柔性盖板62围蔽形成的第二封装区域7内。而在实现封装的同时，u型框体611、闭环框体612亦可对折叠后的基底1起到一定
的支撑作用，闭环框体612可作为整个用于原位测量的立体电池的基座，从而提高用于原位测量的立体电池的结构稳定性。
48.可选地，参照图5至图8，第二平直部分112设有剪裁线16，剪裁线16与第一折线13之间围合形成剪裁片区17；剪裁片区17绕第一折线13转动至穿设于第二通孔1112中，以使第二平直部分112形成第一通孔1111；第一电极2连接于剪裁片区17上，第一通孔1111的边缘与第一电极2之间形成探测通道。
49.在具体制作过程中，当第一电极2、第二电极3在基底1上贴合完毕后，首先将基底1位于第一电极2边缘的部分沿剪裁线16剪裁，以形成剪裁片区17，再沿第一折线13、第二折线14、第三折线15对基底1进行折叠，然后将剪裁片区17绕第一折线13转动并穿设于第二通孔1112中，此时第二平直部分112的空缺部分形成第一通孔1111，当第一通孔1111与第二通孔1112叠合后，第一通孔1111、第二通孔1112中面积较小的构成探测通孔111；而为保证剪裁片区17顺利穿过第二通孔1112，优选地将第一通孔1111的面积设置为小于第二通孔1112的面积；第一电极2可位于第一折线13的两侧，以确保折叠后第一电极2的中心点位于第二电极3的正下方，从而提高第一电极2与第二电机之间的电场和离子传输效率。
50.其中，第二通孔1112可采用与第一通孔1111同样的剪裁方式形成，并将剪裁区域完全切除，仅余留第二通孔1112，如此可使基底1结构更为简洁，提高第一平直部分121、第四平直部分122在折叠后的平整性。
51.可选地，参照图5和图9，在第三实施例中，第一通孔1111、第二通孔1112中面积较小的为半圆形通孔，半圆形通孔的圆弧段与第一电极2之间形成探测通道。
52.以第一通孔1111采用半圆形通孔为例，呈半圆形的剪裁片区17没有棱角，可更便于穿过第二通孔1112，不易造成结构损坏；且由于探测光线的光斑通常呈圆形，尤其是共焦显微系统的光斑均为圆形，因此半圆形的探测通孔111与圆形的光斑在形状上更为匹配，从而更有利于后续的原位测量操作。其中，半圆形通孔可通过半圆形的剪裁线16直接剪裁而成，亦可将剪裁线16设置为图9所示的半圆环形而剪裁得到。
53.可选地，参照图10，在第四实施例中，用于原位测量的立体电池包括集电极8，集电极8印刷于基底1上或粘贴于基底1上；集电极8与第一电极2连通，且/或集电极8与第二电极3连通。
54.通过设置集电极8，可便于对第一电极2、第二电极3进行充放电操作；其中，集电极8可直接印刷在基底1上，亦可采用独立的集电极8条并通过粘结方式固定于基底1上。
55.可选地，参照图11，在第五实施例中，第二电极3开设有第一过流通孔31，竖向部11开设有第二过流通孔114；第一过流通孔31与第二过流通孔114连通。
56.通过设置第一过流通孔31和第二过流通孔114，可便于电解液在竖向部11的左右两侧流通，使得电解液可与分别设置于竖向部11左右两侧的两个第二电极3充分接触，从而进一步提升第一电极2、第二电极3与电解质层的电化学反应效果。
57.需要说明的是，本发明公开的用于原位测量的立体电池的其它内容可参见现有技术，在此不再赘述。
58.以上仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的技术构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种用于原位测量的立体电池，其特征在于，所述用于原位测量的立体电池包括：基底，具有竖向部和横向部；所述竖向部连接于所述横向部上，所述竖向部开设有探测通孔；第一电极，连接于所述横向部，所述第一电极穿设于所述探测通孔中，所述探测通孔的边缘与所述第一电极之间形成探测通道；第二电极，连接于所述竖向部，所述探测通道位于所述第二电极与所述第一电极之间；电解质层，设置于所述探测通道中，所述电解质层与所述第一电极、所述第二电极接触。2.根据权利要求1所述的用于原位测量的立体电池，其特征在于，所述竖向部与所述横向部之间的夹角为0~90
°
；且/或，所述第二电极连接于所述竖向部的第一侧面和/或所述竖向部的第二侧面；所述第一侧面与所述第二侧面相对。3.根据权利要求1所述的用于原位测量的立体电池，其特征在于，所述用于原位测量的立体电池包括第一封装结构；所述第一封装结构连接于所述基底上，所述第一封装结构与所述基底之间形成第一封装区域；所述第一电极、所述第二电极、所述探测通孔位于所述第一封装区域内；所述电解质层包括电解液，所述电解液填充于所述第一封装区域内。4.根据权利要求3所述的用于原位测量的立体电池，其特征在于，所述第一封装结构包括第一胶框、第二胶框、第一柔性盖板和第二柔性盖板，所述第一封装区域包括第一子区域和第二子区域；所述第一胶框的一侧面连接于所述竖向部的一侧面、所述横向部朝向所述竖向部的一侧面，所述第一柔性盖板盖合于所述第一胶框的另一侧面；所述基底、所述第一胶框、所述第一柔性盖板之间围蔽形成所述第一子区域；所述第二胶框的一侧面连接于所述竖向部的另一侧面、所述横向部朝向所述竖向部的一侧面，所述第二柔性盖板盖合于所述第二胶框的另一侧面；所述基底、所述第二胶框、所述第二柔性盖板之间围蔽形成所述第二子区域；所述探测通孔连通所述第一子区域和所述第二子区域。5.根据权利要求1所述的用于原位测量的立体电池，其特征在于，所述基底为柔性结构，所述基底沿第一折线、第二折线、第三折线对折形成第一平直部分、第二平直部分、第三平直部分和第四平直部分；所述第一折线位于所述第一平直部分与所述第二平直部分之间，所述第二折线位于所述第二平直部分与所述第三平直部分之间，所述第三折线位于所述第三平直部分与所述第四平直部分之间；所述第二平直部分与所述第三平直部分贴合，所述第一平直部分与所述第二平直部分呈第一夹角，所述第四平直部分与所述第三平直部分呈第二夹角；所述第二平直部分与所述第三平直部分构成所述竖向部，所述第一平直部分与所述第四平直部分构成所述横向部。6.根据权利要求5所述的用于原位测量的立体电池，其特征在于，所述用于原位测量的立体电池包括第二封装结构；所述第二封装结构设置于所述第二平直部分、所述第三平直部分之间，所述第二封装结构与所述基底之间形成第二封装区域；所述探测通孔位于所述第二封装区域内。
7.根据权利要求6所述的用于原位测量的立体电池，其特征在于，所述第二封装结构包括第三胶框和第三柔性盖板；所述第三胶框包括u型框体和闭环框体；所述u型框体的一侧面连接于所述第二平直部分朝向所述第三平直部分的一侧面，所述u型框体的另一侧面连接于所述第三平直部分朝向所述第二平直部分的一侧面，所述u型框体的开口端与所述闭环框体连接，所述闭环框体的一侧面连接于所述第一平直部分背向所述探测通孔的一侧面、所述第四平直部分背向所述探测通孔的一侧面；所述第三柔性盖板盖合于所述闭环框体的另一侧面；所述基底、所述u型框体、所述闭环框体、所述第三柔性盖板之间围蔽形成所述第二封装区域。8.根据权利要求5所述的用于原位测量的立体电池，其特征在于，所述探测通孔包括第一通孔和第二通孔；所述第一通孔开设于所述第二平直部分，所述第二通孔开设于所述第三平直部分；所述第一通孔与所述第二通孔相对。9.根据权利要求8所述的用于原位测量的立体电池，其特征在于，所述第二平直部分设有剪裁线，所述剪裁线与所述第一折线之间围合形成剪裁片区；所述剪裁片区绕所述第一折线转动至穿设于所述第二通孔中，以使所述第二平直部分形成所述第一通孔；所述第一电极连接于所述剪裁片区上，所述第一通孔的边缘与所述第一电极之间形成所述探测通道；且/或，所述第一通孔、所述第二通孔中面积较小的为半圆形通孔，所述半圆形通孔的圆弧段与所述第一电极之间形成所述探测通道。10.根据权利要求1所述的用于原位测量的立体电池，其特征在于，所述用于原位测量的立体电池包括集电极，所述集电极印刷于所述基底上或粘贴于所述基底上；所述集电极与所述第一电极连通，且/或所述集电极与所述第二电极连通；且/或，所述第二电极开设有第一过流通孔，所述竖向部开设有第二过流通孔；所述第一过流通孔与所述第二过流通孔连通。

技术总结
本发明公开了一种用于原位测量的立体电池，涉及电池技术领域，该用于原位测量的立体电池包括：基底，具有竖向部和横向部；竖向部连接于横向部上，竖向部开设有探测通孔；第一电极，连接于横向部，第一电极穿设于探测通孔中，探测通孔的边缘与第一电极之间形成探测通道；第二电极，连接于竖向部，探测通道位于第二电极与第一电极之间；电解质层，设置于探测通道中，电解质层与第一电极、第二电极接触。本发明公开的用于原位测量的立体电池可解决目前通过原位测量技术测量得到的结果通常与电极材料的微观结构变化情况存在较大偏差，无法准确表征电池的真实反应过程的技术问题。表征电池的真实反应过程的技术问题。表征电池的真实反应过程的技术问题。


技术研发人员：罗师强 聂赞相 普里帖斯
受保护的技术使用者：深圳新源柔性科技有限公司
技术研发日：2023.06.25
技术公布日：2023/9/14