[发明专利]整体水解层液接界构件

说明书

本发明一般涉及电化学电池，特别涉及电化学电池的液接界构件。

溶液的离子浓度典型地是通过使用与一参考电极或电池连接的离子传感电极来测量的。在这二个电极间的电位差是随着溶液中被探测的离子的浓度而变化的。一个普通的例子是水溶液中pH值的测量，在这个水溶液中用一对电极来测量氢离子浓度且一个pH计提供了测量装置，该装置指示出数量值。

参考电池一般包括装置在一容器中的盐溶液，在该盐溶液中的一个电极，以及在参考电极的盐溶液与作为试样的溶液间提供电连接的一个液接界构件。

以前工艺的参考电极的液接界构件总有漏泄，即在参考盐溶液与样液之间有液体流动。这样的连接结构包括已有的琼脂凝胶连接，吸油绳，石棉纤维，小毛细管，有裂纹的玻璃管，封闭在玻璃管中的烧结玻璃塞，提供在固体金属棒及玻璃管壁间的环形通道，多孔陶瓷棒，烧结塑料棒，及研磨光的玻璃套管。

最近，Neti et al美国专利4,002,547号描述了通过一疏水性聚合物分布的、相对强的、电化学性能不活泼的盐的使用。该盐在模塑以前被加入到聚合物中，在这之后聚合的棒材被烧结以形成参考电极外壳。

在越来越多的使用中，在参考溶液与样液间的液体流动或漏泄呈现了问题。例如，由于温度或压力的极端条件将向来自电池的溶液加压从而减少电池的寿命或使电池不稳定，因此必须细心使由于这样的极端条件造成的参考溶液的损失减到最小。此外，通过试样溶液漏泄到电池中参考电池可被污染。这种漏泄能引起参考溶液的稀释和/或能毒化电池。

在许多使用中，有严格的环境卫生要求不允许封闭机构如以前工艺的参考电极中所发现的典型O型环及槽。此外，以前工艺中总有(漏泄)流体进入或从电池出来的液接界构件可能会损害环境卫生条件。

最后，液接界构件由于形成该连结所需要的附加部分以及在提供该液接界构件中包含的劳动而大大增加了电池的成本。

本发明包括在电化学电池中的离子扩散液接界构件。这个液接界构件包括样液不能透过的由聚合物构成的基体。多个夹附物放置在聚合物基体中且定向形成连续的水解通道，该通道在样液与参考电解液间沿伸，以便离子扩散沿水解通道发生。

在本发明的一个优先目标中，液接界构件是电池外壳的一个整体部分。不透过液体的液接界构件及它与外壳为一整体消除了在参考电解液与样液间流体的漏泄。

图1是本发明的电化学电池传感器的剖面图。

图2是本发明的电池传感器之电池外壳在机加工前的剖面图。

图3是本发明的电池传感器的外壳在机加工后的剖面图。

本发明包括一个具有参照半电池11带有离子扩散液接界构件的电化学电池传感器10，离子扩散液接界构件是不渗透流体的。图1中所示出的最佳实施例中，传感器10包括一外壳12，一指示器或离子测量电极14，及参照半电池11。

可以用任何适当的方法如模塑、铸塑、或挤塑来制成外壳12。制造外壳12的一个较好方法是注模。外壳可以用热塑性塑料、热固性塑料、橡胶、陶瓷或玻璃制成。虽然较好的外壳12是一种装有离子比电极14和参考半电池11的外壳。本发明也可用于只包括参考半电池的外壳。

参考半电池11包括安置在外壳12中的电解液18里的电极16。不仅电解液18而且电极16较好地是通过内壁22使其与离子经电极14电绝缘，内壁22一般在外形上是圆柱形的。另一方面，电极14的电极体可由绝缘玻璃形成以便提供电绝缘。内壁22除了不包封一个活泼区域或末端部分15外包封离子比电极14，该部分暴露在样液34中。外壳12进一步包括一外壁24，外壁24一般也圆柱形外形，形成传感器10的外壁。内壁22的外表面及外壁24的内表面形成一封闭，这个封闭封装置了电极16和电解液18。

传感器10由一合适的塞子26和封装材料28来封闭，塞子26和封装材料28在这个工艺中是很为人们熟知的。用一连结器30特不仅是离子比电极14而且电极16与一适当设备连在一起(未示出)以便指示或记录被感受的电位。

一个离子扩散液接界构件32将电解液18与样液34相分离，样液34是所关心的溶液。本发明有离子扩散液接界构件32是不渗透液体流动的且较好地是传感器外壳12的整体部分。不渗透液体流动且是传感器外壳的整体部分消除了与传统液接界构件相连系的漏泄问题。此外，由于这个液接界构件与外壳是一整体部分，同时制造外壳和液接界构件降低了生产费用。