[实用新型]用于X射线和中子三维断层扫描成像的电化学原位反应池

说明书

本实用新型涉及电化学反应电池及原位观察测试技术领域，具体地说是一种用于X射线和中子三维断层扫描成像的电化学原位反应池，包括主壳体、上压头、下压头、弹簧和电极组件，所述主壳体内由上到下依次设有上螺纹腔、中空腔和下螺纹腔，所述弹簧和电极组件设于所述中空腔中，所述上压头设有上压头螺杆与所述上螺纹腔配合，且所述上压头螺杆与所述弹簧相抵，所述下压头设有下压头螺杆，且所述下压头螺杆自由端设有下压头柱体，所述下压头螺杆与所述下螺纹腔配合，所述下压头柱体伸入至所述中空腔中并与所述电极组件相抵。本实用新型可保证获得样品结构的高分辨、高质量图像，从而实现对样品原位三维观测，安装方便且操作简单，移植性强。

技术领域

本实用新型涉及电化学反应电池及原位观察测试技术领域，具体地说是一种用于X射线和中子三维断层扫描成像的电化学原位反应池。

背景技术

随着新材料的开发以及对电化学机理的深入研究，科研工作者迫切需要先进的微纳尺度观测和实验技术，以用于对样品在电化学充放电条件下实现对电极材料的结构和形貌无损、实时、高精度的三维观测。其中高能同步辐射X射线与高通量中子因其对物质具有互补的吸收系数，近年来逐渐发展成为表征多尺度结构变化的有力工具，并在锂二次电池新材料开发以及电化学反应机理研究中得到了广泛的应用，在物理以及化学性质方面实现了对锂二次电池体系更加深入的分析和理解。然而目前常见的测试技术都是非原位的，在电极材料转移过程中，样品的结构、形貌和组成等不可避免地会受到破坏，因此发展原位同步辐射和中子原位成像表征技术迫在眉睫。考虑到同步辐射和中子光源的特殊性，研制适用于同步辐射X射线和中子三维断层成像的原位测试微型装置对于深入认识和分析不同材料在充放电过程中电极材料结构和组成变化规律具有重要意义。此外原位电化学反应和观察微型装置需要搭建在同步辐射X射线和中子照射系统上，考虑到X射线和中子三维成像技术的特点，要求该装置需满足操作简单、体积小、可实现360°旋转等条件，现有技术中的装置尚无法满足要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于X射线和中子三维断层扫描成像的电化学原位反应池，可保证获得样品结构的高分辨、高质量图像，从而实现对样品原位三维观测，安装方便且操作简单，移植性强。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种用于X射线和中子三维断层扫描成像的电化学原位反应池，其特征在于：包括主壳体、上压头、下压头、弹簧和电极组件，所述主壳体内由上到下依次设有上螺纹腔、中空腔和下螺纹腔，所述弹簧和电极组件设于所述中空腔中，所述上压头设有上压头螺杆与所述上螺纹腔配合，且所述上压头螺杆与所述弹簧相抵，所述下压头设有下压头螺杆，且所述下压头螺杆自由端设有下压头柱体，所述下压头螺杆与所述下螺纹腔配合，所述下压头柱体伸入至所述中空腔中并与所述电极组件相抵。

所述电极组件包括电极材料A、隔膜和电极材料B，隔膜设于电极材料A和电极材料B之间，电极材料A远离隔膜一侧设有垫片与弹簧相抵，电极材料B远离隔膜一侧与所述下压头柱体相抵。

所述中空腔内设有一个套管，所述弹簧、电极组件和下压头柱体均设于所述套管中，且所述套管下端与所述下压头螺杆相抵。

所述上压头与所述主壳体之间设有上密封环，所述下压头与所述主壳体之间设有下密封环。

所述上压头上侧设有上外接头，所述下压头下侧设有下外接头。

所述主壳体采用聚醚醚酮制成。

本实用新型的优点与积极效果为：

1、本实用新型的主壳体采用射线易穿透的聚醚醚酮材质制成，可保证获得样品结构的高分辨、高质量图像，从而实现对样品原位三维观测，包括细观结构变化、隔膜破裂等，并且在保证装置硬度强度的同时体积也大大缩小。

2、本实用新型安装方便且操作简单，移植性强，可360°旋转，可以在不同型号的X射线和中子成像系统上使用。