[实用新型]一种气氛温度可调的扫描电化学-手套箱联用装置

说明书

本实用新型公开了一种气氛温度可调的扫描电化学‑手套箱联用装置，以扫描电化学工作站与手套箱联用为基础，实现气氛可调、不同状态下的电化学分析测试；该联用装置包括电路连接接口、密封接口、小型电解池、手套箱、无水无氧系统以及两台电化学工作站。该联用装置不仅可以实现大气氛围下的腐蚀以及如水系电容器等电极材料的常规电化学测试，还可以实现如锂离子、钠离子与钾离子等新型储能器件所需无水无氧的惰性气体氛围下的扫描电化学测试，克服了传统密封电解槽等测试不连续、可靠性差的问题。该装置完成了新型储能电极材料稳定、连续的实时监测，为储能机制探讨提供稳定高可靠平台。本实用新型适用于腐蚀、电化学原位分析等领域。

技术领域

本实用新型属于新型储能材料、储能器件及电化学分析技术领域，涉及一种气氛温度可调的扫描电化学-手套箱联用装置。

背景技术

作为广泛使用的二次电池，如锂（钠钾）离子电池与有机体系超级电容器，具有很高的能量密度或者功率密度，广泛应用于电动车、手机、电脑等便携式电子器件中，在现代社会生活中无处不在。在以往的报道中，研究人员高度关注高性能材料的制备，而未对电极材料的表界面物理化学特性这一涉及电极乃至器件输出特性、稳定性及安全系的关键科学问题进行深入且系统的探讨。现有技术中的电化学测试方法，如常规的循环伏安曲线、恒流充放电特性反映的是电极整体信息，不能反映出电极材料的局部电化学信息。而现有技术中的密封电解槽虽然可以实现三电极测试，但干扰因素多，数据可靠性低。然而活泼金属，如钠钾的有机电解液非常容易受到空气与水分影响，难以获得可靠准确数据，更难以实现微区电化学的二维扫描测试。采用具有高空间分辨率、高灵敏度的微区扫描电化学原位分析为核心手段，可视化在线检测离子脱嵌过程中表界面的电化学反应活性，这将有助于得到其他常规电化学等表征手段不能获取的表界面电化学信息，可从微观层面阐释碳负极的表界面特性与正负极材料的特性关系；进而澄清电极材料性能衰减过程与内因，揭示电极材料储能机制及性能提升策略。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种气氛温度可调的扫描电化学-手套箱联用装置，实现不同电解液体系下电极材料表面的实时在线检测，同时调节变换气体氛围进行电化学测试。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种气氛温度可调的扫描电化学-手套箱联用装置，以扫描电化学工作站与手套箱联用为基础，实现气氛可调、不同状态下的电化学分析测试；该联用装置包括电路连接接口、密封接口、小型电解池、手套箱、无水无氧系统以及两台电化学工作站。

现有技术中的分析测试方法通常不能对电池运行的过程进行监测，无法实时获得原位化学反应过程的信息。本实用新型联用装置对锂、钠、钾等新型储能材料电化学反应进行实时原位在线分析表征，同时低温冷却系统提供低温下的特性表征，都将对进一步理解电极材料反应过程及机理，提高储能器件电极材料性能具有重要意义，并能拓展其在催化、光电化学等领域的应用。

本实用新型联用装置的有益效果：

1）提供了新型储能材料在充放电过程中电化学过程及行为进行原位分析测试平台，可为实现高性能储能器件材料与技术开发提供实验依据；

2）提供了低温下测试环境，可对储能材料、电解质低温下性能提供实验平台，为开发耐低温器件提供实验依据；

3）可以实现气氛间的转换如氩气惰性氛围与敞开体系，满足常规测试或者不同环境条件需求，可为腐蚀、储能以及光催化等研究提供平台。

本实用新型联用装置不仅可以实现敞开体系下的常规电化学测试，最重要的可以实现无水无氧条件下新型储能材料的机理研究，通过温度调节得到不同温度下的电化学特性。其最大的优势是在线监测电极材料表面电化学活性，进行准确、稳定与连续的实时检测。

同时，还能对新型电极材料进行不同温度下性能与机制研究，提供低温测试环境。