[发明专利]经单件成形的平面间隔器

说明书

一种电化学传感器，包括：壳体，所述壳体限定内部空间；感测电极；对电极；以及间隔器，所述间隔器保持电解质，其中，所述电解质在所述壳体内提供所述感测电极与所述对电极中的每一者之间的离子传导路径，其中，所述电极被定向在共同平面中，所述间隔器接触所述电极中的每一者，所述间隔器包括多种几何特征，其包括凸耳、变薄的部分、切口、以及环，并且所述间隔器包括挤压方面、密度方面和表面积方面的变化。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年7月22日提交的名称为“Inert Corrosion Barriers for Currentcollector Protection”的PCT专利申请序列号PCT/US15/41449和2015年8月24日提交的名称为“Sensing Electrode Oxygen Control in an Oxygen sensor”的PCT专利申请序列号PCT/US15/46461的优先权，所述两个PCT专利申请通过引用并入本文中。

关于联邦政府赞助的研究或发展的声明

不适用。

对缩微胶片附录的参考

不适用。

背景技术

电化学气体传感器通常包括与电解质接触的电极，以用于检测气体浓度。这些电极通过联接到连接器插脚的引线电联接到外电路。当气体接触电解质和电极时，可以发生反应，所述反应可以在电极之间产生电位差或导致电流在电极之间流动。所得信号可以与环境中的气体浓度相关。

在一些情况下，传感器可以用于在一定环境条件范围内检测邻近于传感器的环境中的氧浓度。电化学传感器（诸如，氧传感器）可以在操作期间经历许多问题。例如，当传感器处于某个温度操作时，一定浓度的目标气体或通过目标气体的氧化或还原形成的反应产物可以溶解在传感器内的电解质中。当温度增加时，大多数气体（包括氧气和氮气）的溶解度可以降低并且导致形成一种或多种气体的气泡。在氧传感器中，包含氮气和氧气的混合物的空气的这些小气泡可扩散到感测电极并导致感测电极处的信号不稳定，其中氧气可通过催化剂表面处的电化学还原的过程发生反应，从而导致暂时或瞬时的人为地高的氧读数，因为在感测电极处消耗了有限体积的氧气。还可以存在其他问题，包括与电极接触的电解质的可用性和腐蚀问题。传感器内存在甚至惰性气体（诸如，氮气）的气泡也会是问题，因为它们可产生简单的气相路径，氧气可以通过所述气相路径快速扩散并且到达感测电极。

发明内容

本公开的实施例包括一种电化学传感器，其包括：壳体，所述壳体限定内部空间；感测电极；对电极；以及间隔器，所述间隔器保持电解质，其中，电解质在壳体内提供感测电极与对电极中的每一者之间的离子传导路径，其中，这些电极被定向在共同平面中，间隔器接触这些电极中的每一者，间隔器包括多种几何特征，这些几何特征包括凸耳、变薄的部分、切口、以及环，并且间隔器包括挤压方面、密度方面和表面积方面的变化。

本公开的实施例还包括一种制造用于在电化学传感器中使用的平面间隔器的方法，其包括：形成平面间隔器，其中，间隔器的长度与间隔器的总厚度的比为至少20/1；在间隔器内形成几何特征，这些几何特征包括凸耳、变薄的部分、切口、以及环；以及将平面间隔器组装在壳体内，其中，间隔器接触多个电极。

结合附图和权利要求，这些和其他特征将从以下的具体描述中得到更加清楚地理解。

附图说明

为了更加全面地理解本公开，现参考以下关于附图和详细描述进行的简短描述，其中，相似的附图标记表示相似的部分。

图1图示了根据实施例的电化学气体传感器的实施例的示意性截面图。

图2图示了根据实施例的电化学传感器的等距视图。

图3图示了根据实施例的电化学气体传感器的分解图。