[发明专利]一种基于SECM测量正极界面动力学的原位监测平台

说明书

本发明公开了一种基于SECM测量正极界面动力学的原位监测平台，属于液态金属电池领域，包括：活动连接部、第一圆孔、第二圆孔、第三圆孔、圆筒、凸型板、阶梯圆柱和圆环盖；第三圆孔用于放置对电极或参比电极；圆筒用于放置正极材料，且正极材料与阶梯圆柱接触；第一圆孔对工作电极界面反应进行在线监测；阶梯圆柱具有导电性；圆环盖和圆筒均具有绝缘性。若原位监测平台用于三电极体系的电解池进行实验，将添加对电极壳、第四圆孔、第一圆柱和环形孔。本发明提供了一种易于清洗、组装以及拆卸方便的基于扫描电化学显微镜测量正极界面动力学的原位监测平台。

技术领域

本发明属于液态金属电池领域，更具体地，涉及一种基于扫描电化学显微镜(SECM)测量正极界面动力学的原位监测平台。

背景技术

目前，应用扫描电化学显微镜研究界面电荷转移动力学、样品表面成像、电池材料活性等电化学问题时，一般都是用CHI900电化学工作站自带的电解池，常以Ag/AgCl为参比电极，Pt电极为对电极。在在线监测液态金属电池正极的实验过程中，使用这一电解池存在以下不足：

(1)聚四氟乙烯电解池中的参比电极孔太小，很难将金属锂插入其中；(2)参比电极孔与电解池腔体的接触面积太小，影响电解液对参比电极的浸润；(3)没有单独固定的对电极孔，通常共用对电极孔与参比电极孔，影响电化学实验精度；(4)现有的对电极壳无法固定，实验过程中对电极壳易松动，很难保证工作电极与对电极之间距离的稳定性，无法实现三电极体系以及复杂体系的实验，降低实验研究效率。

在中国发明专利CN102183678A的说明书中公开了一种多功能电解池，该电解池可以根据实验需要将上盖与不同的圆筒和下盖组装得到。由于圆筒由棕色或无色的玻璃制成，液态金属正极材料对玻璃浸润性不佳，因此影响实验效果。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种易于清洗、组装以及拆卸方便的基于扫描电化学显微镜测量正极界面动力学的原位监测平台。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于SECM测量正极界面动力学的原位监测平台，包括活动连接部、第一圆孔、第二圆孔、第三圆孔、圆筒、凸型板、阶梯圆柱和圆环盖；

圆筒与凸型板之间采用活动连接部连接；圆筒底部设置有第一圆孔；第一圆孔的上方设置有相通的第三圆孔；凸型板内设置有第二圆孔；第二圆孔中插入圆环盖；阶梯圆柱贯穿圆环盖；第三圆孔用于放置对电；圆筒用于放置正极材料，且正极材料与阶梯圆柱的顶部接触；通过第一圆孔对工作电极界面反应进行在线监测；

阶梯圆柱具有导电性；圆环盖和圆筒均具有绝缘性，且圆筒与电解液、正极材料、对电极材料、参比电极材料不发生化学反应。

优选地，活动连接部包括：n个螺丝孔、n个通孔以及n个螺丝钉；圆筒1底部沿圆周方向设置n个螺丝孔；凸型板上设置有n个通孔；n个通孔与n个螺丝孔正对，采用螺丝钉嵌套；n为大于等于2的整数。

优选地，圆筒与凸型板之间设置有环形密封垫圈。

优选地，圆筒的材质为聚四氟乙烯材料。

优选地，阶梯圆柱底部呈细长圆柱状，其与SECM工作电极导线相连；

另一方面，本发明提供了一种基于SECM测量正极界面动力学的原位监测平台，包括活动连接部、第一圆孔、第二圆孔、凸型板、阶梯圆柱、圆环盖、具有导电性的对电极壳、第三圆孔、第四圆孔、第一圆柱、圆筒和环形孔；

圆筒与凸型板之间采用活动连接部连接；对电极壳位于圆筒内侧；对电极壳中设置有第四圆孔和环形孔；第一圆柱位于对电极壳的顶部；圆筒底部设置有第一圆孔；第一圆孔的上方设置有与其相通的第三圆孔；凸型板上设置有第二圆孔；第二圆孔中插入圆环盖；阶梯圆柱贯穿圆环盖；

第四圆孔用于SECM探针工作时伸入；环形孔用于放置对电极；第一圆柱与SECM对电极导线相连；第三圆孔用于放置参比电极；