CN116413601A - 电化学发生装置及仪器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电化学发生装置，涉及精密仪器技术领域，主要包括：容纳腔体、驱动机构和样品装夹机构，其中，容纳腔体至少有一侧设置有开口，开口处设置有密封件，密封件能够对容纳腔体进行密封；驱动机构与密封件连接，能够带动密封组件运动，以打开或密封容纳腔体；样品装夹机构设置于容纳腔体内，能够装夹测试样品，且样品装夹机构能够与电化学测试线路电连接，以对测试样品进行电化学测试。本发明还公开了一种仪器，包括上述的电化学发生装置。本发明能够在测试样品转移的过程中保持密封，避免了测试样品与外界环境接触产生氧化、污染等问题。

Description

电化学发生装置及仪器

技术领域

本发明涉及精密仪器技术领域，特别是涉及一种电化学发生装置及仪器。

背景技术

现有的多数电化学发生装置通常采用压差密封的原理进行密封，即将制备好的电池样品放置在电化学发生装置内，用外接抽气装置抽出电化学发生装置内的气体，使其处于真空状态；在该状态下，因电化学发生装置内外的压差使得电化学发生装置受大气压力作用而无法打开，实现密封。

但现有的电化学发生装置在电镜下使用后，无法持续保持真空状态，测试样品转移过程中会与外界大气环境接触，产生氧化、污染等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种电化学发生装置及仪器，以解决上述现有技术存在的问题，能够在测试样品转移的过程中保持密封，避免了测试样品与外界环境接触产生氧化、污染等问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种电化学发生装置，包括：

容纳腔体，所述容纳腔体至少有一侧设置有开口，所述开口处设置有密封件，所述密封件能够对所述容纳腔体进行密封；

驱动机构，所述驱动机构与所述密封件连接，能够带动所述密封组件运动，以打开或密封所述容纳腔体；

样品装夹机构，所述样品装夹机构能够装夹测试样品，且所述样品装夹机构能够与电化学测试线路电连接，以对所述测试样品进行电化学测试。

优选的，所述容纳腔体上还设置有输气口，所述输气口能够向所述容纳腔体内输入气氛气体。

优选的，所述容纳腔体的顶部设置有所述开口。

优选的，所述密封件为腔体密封板，所述驱动机构为直线驱动机构，能够带动所述腔体密封板沿所述开口往复移动，以打开或封闭所述开口。

优选的，所述驱动机构包括驱动电机，所述驱动电机传动连接有传动丝杠，并能够带动所述传动丝杠转动，所述腔体密封板通过螺母安装于所述传动丝杠上；所述容纳腔体靠近所述传动丝杠的一侧设置第一导向件，所述螺母滑动安装于所述第一导向件上。

优选的，所述腔体密封板与所述开口的密封连接处设置有密封圈，所述腔体密封板还连接有压紧装置，当所述腔体密封板封闭所述开口后，所述压紧装置能够带动所述腔体密封板压紧所述密封圈，以密封所述容纳腔体。

优选的，所述压紧装置包括推拉传输板、导向连接杆和弹性件，所述导向连接杆的一端滑动安装于第二导向件上，另一端穿过所述推拉传输板和所述腔体密封板，所述腔体密封板上倾斜设置有直槽口，所述直槽口由后至前逐渐远离所述开口，在所述开口开启时，所述导向连接杆位于所述直槽口的底端；所述推拉传输板与所述螺母连接，且所述推拉传输板与所述腔体密封板的后端面之间设置有弹性件，当所述腔体密封板封闭所述开口后，所述驱动电机带动所述传动丝杠继续旋转，能够带动所述推拉传输板压缩所述弹性件，并带动所述导向连接杆沿所述直槽口移动，从而带动所述腔体密封板压紧所述密封圈，以密封所述容纳腔体；

所述腔体密封板的前端通过滑轮支架安装有第三滑轮，所述容纳腔体的前端安装有导向斜槽板，所述导向斜槽板上设置有导向面，所述导向面能够与所述第三滑轮配合，所述导向面包括由上至下依次连接的斜面和弧形面，所述斜面由后至前逐渐靠近所述开口设置。

优选的，所述电化学发生装置还包括限位组件，所述限位组件包括第一接触限位开关和第二接触限位开关，所述第二接触限位开关和所述第一接触限位开关分别设置于所述容纳腔体的前端和后端，其中，所述第二接触限位开关与所述传动丝杠位于所述容纳腔体的同一侧，所述第一接触限位开关与所述第二导向件位于所述容纳腔体的同一侧；

所述推拉传输板靠近所述传动丝杠的一侧还设置有限位开关调节片，所述限位开关调节片与所述第二接触限位开关相对设置，且所述限位开关调节片与所述第二接触限位开关之间的间距能够调节；

当所述第二接触限位开关与所述限位开关调节片接触时，所述容纳腔体密封，当所述第一接触限位开关与所述导向连接杆接触时，所述开口完全开启。

优选的，所述样品装夹机构包括样品夹持组件，所述样品夹持组件包括相对设置的第一夹具和第二夹具，所述第一夹具和所述第二夹具能够共同夹持所述测试样品；其中，所述第二夹具靠近所述第一夹具的一侧设置有样品安装压片，所述测试样品能够安装于所述样品安装压片靠近所述第一夹具的一侧，且能够与所述第一夹具接触；

所述第一夹具和所述第二夹具通过夹具安装螺钉连接，所述第一夹具和所述第二夹具之间以及所述夹具安装螺钉的压紧面上设置有绝缘垫片；

所述样品装夹机构还包括安装底座，所述样品夹持组件安装于所述安装底座上，所述安装底座安装于所述容纳腔体的密封底板上。

优选的，所述安装底座上还安装有加热组件，所述加热组件能够对所述样品夹持组件夹持的所述测试样品进行加热；且所述安装底座上还设置有温度测量组件，所述温度测量组件能够测量所述加热组件的加热温度。

本发明还提供了一种仪器，包括上述的电化学发生装置。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明在容纳腔体的开口处设置有密封件，能够对容纳腔体进行密封，且通过驱动机构与密封件连接，能够带动密封组件运动，以打开或密封容纳腔体；在测试样品的转移过程中，通过驱动机构带动密封组件密封容纳腔体，能够避免测试样品与外界环境接触产生氧化、污染等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中电化学发生装置一个角度的整体结构示意图；

图2为本发明实施例中电化学发生装置另一角度的整体结构示意图；

图3为本发明实施例中电化学发生装置的主视图；

图4为图3的A-A剖视图；

图5为本发明实施例中弹性簧片的安装示意图；

图6为本发明实施例中样品夹持组件的结构示意图；

图7为本发明实施例中样品夹持组件的剖视图；

图8为本发明实施例中样品装夹机构的结构示意图；

图9为本发明实施例中密封件的密封原理图；

图10为本发明实施例中绝缘垫片安装示意图。

图中：容纳腔体1，密封底板2，真空密封螺钉3，驱动电机4，联轴器5，传动齿轮6，传动丝杠7，螺母8，第一支撑框架9，第二支撑框架10，限位开关调节片11，推拉传输板12，腔体密封板13，导向连接杆14，开槽滑轨板15，导向斜槽板16，滑轮支架17，弹片固定板18，弹性簧片19，第一滑轮20，第二滑轮21，第三滑轮22，固定底座23，陶瓷加热片24，样品夹持组件25，测温热电偶26，电池样品27，金属夹持弹片28，第一接触限位开关29，第二接触限位开关30，第一夹具31，第二夹具32，样品安装压片33，压片锁紧螺钉34，夹具安装螺钉35，绝缘垫片36，加热片线路37，电化学测试线路38，导向面39，直槽口40，O形密封圈41。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种电化学发生装置及仪器，以解决上述现有技术存在的问题，能够在测试样品转移的过程中保持密封，避免了测试样品与外界环境接触产生氧化、污染等问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

如图1-图10所示，本实施例提供一种电化学发生装置，主要包括：容纳腔体1、驱动机构和样品装夹机构，其中，所述容纳腔体1至少有一侧设置有开口，所述开口处设置有密封件，所述密封件能够对所述容纳腔体1进行密封；所述驱动机构与所述密封件连接，能够带动所述密封组件运动，以打开或密封所述容纳腔体1；所述样品装夹机构能够装夹测试样品，且所述样品装夹机构能够与电化学测试线路38电连接，以对所述测试样品进行电化学测试，其中，测试样品优选为电池样品27，电化学测试可以根据具体需要进行选择，如可以选择循环伏安、线性扫描、差分脉冲伏安、方波伏安、计时电流，以及交流阻抗等多种测试，可对固态电池、动力电池、锂离子电池等电池样品27在原位进行充放电测试。本实施例在测试样品的转移过程中，通过驱动机构带动密封组件密封容纳腔体1，能够避免测试样品与外界环境接触产生氧化、污染等问题。

而且所述容纳腔体1上还设置有输气口，当进行测试样品有特殊气氛环境要求的测试时，可以通过输气口向容纳腔体1内通入气氛气体，满足多种测试需求；其中，输入的气氛气体可以根据具体工作需要进行选择，例如对锂电池进行高温高湿测试时，通过输气口向容纳腔体1输入相对湿度为90％-95％的空气进行测试，或者在一些惰性气氛下进行电化学测试等。

具体地，在本实施例中，在容纳腔体1的侧面上还开有两个螺纹孔，用于固定真空密封螺钉3，螺纹孔与真空密封螺钉3之间也装有密封圈，用于密封；当需要向容纳腔体1内输入气氛气体时，将螺纹孔内的真空密封螺钉3拧下，使螺纹孔作为输气口输入气氛气体，当不需要对容纳腔体1进行气氛气体输入时，将真空密封螺钉3拧入螺纹孔内，对容纳腔体1进行密封。

在本实施例中，容纳腔体1上的开口的设置位置以及设置数量可以根据具体工作进行设置，如可以仅在容纳腔体1的顶部或者侧面设置一个开口，或者可以在容纳腔体1的顶部和侧面各设置一个开口，共两个开口。

作为一种优选的实施方式，在本实施例中，为了方便进行密封，仅在所述容纳腔体1的顶部设置有所述开口；具体地，如图1、图2和图9所示，容纳腔体1包括腔体侧壁，腔体侧壁围成封闭的环形结构，腔体侧壁的底部密封连接有密封底板2，腔体侧壁的顶部形成上述开口，密封件设置于容纳腔体1的顶部，能够对开口进行密封。

进一步地，在腔体侧壁的顶部以及底部分别设置有密封沟槽，密封沟槽内设置有密封圈，以分别与密封件以及密封底板2密封；具体地，腔体侧壁的底部与密封底板2通过螺钉连接，且腔体侧壁和密封底板2连接时，能够挤压底部密封沟槽内的密封圈使其发生变形达到密封的目的；密封件封闭容纳腔体1的顶部开口时，同样能够挤压顶部密封沟槽内的密封圈使其发生变形达到密封的目的，或者顶部的密封圈可以设置于密封件下表面上与开口的密封连接处，同样能够实现密封效果。其中，密封圈优选为O形密封圈41，且上述各部件与O形密封圈41的接触面均做过精密加工处理，保证密封的稳定。

在本实施例中，所述密封件优选为腔体密封板13，所述驱动机构为直线驱动机构，能够带动所述腔体密封板13沿所述开口往复移动，以打开或封闭所述开口，从而实现容纳腔体1的打开或密封；其中，所述开口设置于容纳腔体1的顶部前端，沿所述开口往复移动即是指沿所述开口往复前后移动；需要说明的是，如图3所示，在本实施例中，当读者面对纸面时，容纳腔体1上与读者左手侧相对的一端即为前端，与读者右手侧相对的一端即为后端，与读者相对的一面为正面，与正面背对的一面为背面。

或者，还可以根据具体工作需要选择其它的驱动机构来带动腔体密封板13运动，以打开或封闭所述开口，如可以选择旋转机构，通过旋转机构带动腔体密封板13往复转动，以打开或封闭所述开口。

作为一种优选的实施方式，在本实施例中，所述驱动机构安装于容纳腔体1的正面上，所述驱动机构包括驱动电机4，所述驱动电机4的输出轴连接有传动丝杠7，所述腔体密封板13通过异型的螺母8安装于所述传动丝杠7上；所述容纳腔体1靠近所述传动丝杠7的一侧设置第一导向件，进行导向，所述螺母8滑动安装于所述第一导向件上。具体地，如图1所示，在容纳腔体1正面的前后两端分别设置有相对的第一支撑框架9和第二支撑框架10，传动丝杠7沿前后方向设置，与容纳腔体1的长度方向平行，且传动丝杠7的两端分别转动安装于第一支撑框架9和第二支撑框架10；而驱动电机4通过紧钉固定在第一支撑框架9上，且位于传动丝杠7的下方，驱动电机4的输出轴通过联轴器5连接有一传动齿轮6，该传动齿轮6与传动丝杠7前端安装的传动齿轮6啮合连接，从而实现驱动电机4带动传动丝杠7旋转，进一步地带动传动丝杠7上的螺母8及与螺母8连接的腔体密封板13做直线运动。如图4所示，第一导向件设置于容纳腔体1的正面，第一导向件的结构可以根据具体工作需要进行选择，如选择导轨或导向槽等，本实施例中优选在容纳腔体1的正面沿前后方向设置有直形槽作为第一导向件，而在螺母8靠近容纳腔体1的一侧转动安装有第一滑轮20，第一滑轮20安装于直形槽内，且能够沿直形槽直线运动，从而限制了螺母8的旋转运动使其能平稳地做直线运动。

在本实施例中，所述腔体密封板13还连接有压紧装置，当所述腔体密封板13封闭所述开口后，所述压紧装置能够带动所述腔体密封板13向下运动，以压缩容纳腔体1顶部设置的所述密封圈，从而密封所述容纳腔体1；具体地，如图1和图2所示，所述压紧装置主要包括推拉传输板12、导向连接杆14和弹性件，所述腔体密封板13上倾斜设置有直槽口40，所述直槽口40由后至前逐渐远离所述开口(即直槽口40的前端向上倾斜设置，直槽口40与容纳腔体1顶部开口之间的距离由后至前逐渐增大，其中，直槽口40与水平面之间的夹角优选为11°，直槽口40的长度优选为9mm)，所述导向连接杆14的一端滑动安装于第二导向件上，另一端穿过推拉传输板12上的开孔，之后穿过腔体密封板13上的直槽口40，实现第二导向件、推拉传输板12和腔体密封板13三者的连接，在所述开口开启时，所述导向连接杆14位于所述直槽口40的底端；所述推拉传输板12与所述螺母8连接，且所述推拉传输板12与所述腔体密封板13的后端面之间设置有弹性件，所述弹性件能够向前推动腔体密封板13，保证所述导向连接杆14在初始状态下始终位于所述直槽口40的底端(即后端)；

当所述腔体密封板13封闭所述开口后，所述驱动电机4带动所述传动丝杠7继续旋转，能够带动所述推拉传输板12压缩所述弹性件，并带动所述导向连接杆14沿所述直槽口40移动，从而带动所述腔体密封板13压紧容纳腔体1顶部设置的所述密封圈，以密封所述容纳腔体1。

在本实施例中，第二导向件和第一导向件分别设置于容纳腔体1上相对设置的两侧，即第二导向件设置于容纳腔体1的背面，其中，第二导向件的结构可以根据具体工作需要进行选择，如选择导轨或导向槽等；作为一种优选的实施方式，在本实施例中，第二导向件包括设置于容纳腔体1背面顶部的开槽滑轨板15，开槽滑轨板15上沿前后方向设置有导向槽作为第二导向件，导向连接杆14通过第二滑轮21安装于导向槽内，且能够沿导向槽直线移动，保证运行过程的平稳。

在本实施例中，在推拉传输板12的后端下表面通过螺钉刚性连接有弹片固定板18，弹片固定板18又通过螺钉刚性连接上述弹性件，弹性件优选为具有一定弹性的弹性簧片19，或者，还可以根据具体工作需要选择其它的弹性件，如弹簧等。

在本实施例中，所述腔体密封板13的上表面前端通过螺钉安装有滑轮支架17，滑轮支架17上安装有第三滑轮22，所述容纳腔体1的前端顶部通过螺钉安装有导向斜槽板16，所述导向斜槽板16朝向第三滑轮22的一面上设置有导向面39，所述导向面39能够与所述第三滑轮22配合，包括由上至下依次连接的斜面和弧形面，所述斜面由后至前逐渐靠近所述开口设置。

本实施例中采用上述多处滑轮导向结构，能够减少密封件的自由度，使其运行平稳可控，且提高了设备闭合运行时的刚性，同时起到了导向定位作用，提高设备运行可靠性。

在本实施例中，所述电化学发生装置还包括限位组件，所述限位组件包括第一接触限位开关29和第二接触限位开关30，所述第二接触限位开关30和所述第一接触限位开关29分别位于所述容纳腔体1的前端和后端，其中，所述第二接触限位开关30与所述传动丝杠7位于所述容纳腔体1的同一侧(即第二接触限位开关30位于容纳腔体1的正面)，所述第一接触限位开关29与所述第二导向件位于所述容纳腔体1的同一侧(即第一接触限位开关29位于容纳腔体1的背面)；

所述推拉传输板12靠近所述传动丝杠7的一侧还设置有限位开关调节片11，所述限位开关调节片11与所述第二接触限位开关30相对设置，且所述限位开关调节片11与所述第二接触限位开关30之间的间距能够调节；具体地，限位开关调节片11为L型调节片，其一个直边位于推拉传输板12的前方，并与第二接触限位开关30相对设置，另一个直边安装于推拉传输板12的侧面上，且该直边上沿前后方向设置有直形槽，通过螺钉穿过该直形槽，可以将限位开关调节片11安装于推拉传输板12上，且通过拧松螺钉，可以调节直形槽与螺钉的相对位置，从而调节所述限位开关调节片11与所述第二接触限位开关30之间的间距。

在本实施例中，当所述第二接触限位开关30与所述限位开关调节片11接触时，所述容纳腔体1密封，当所述第一接触限位开关29与所述导向连接杆14接触时，所述开口完全开启。

本实施例中通过驱动机构能够带动密封件平稳往复运行，其运动过程主要分为两部分：

其一是驱动电机4正转，并通过联轴器5、传动齿轮6传动使得传动丝杠7旋转，带动螺母8及推拉传输板12、腔体密封板13、导向连接杆14、滑轮支架17、弹片固定板18、弹性簧片19做水平直线运动，电化学发生装置在该阶段处于闭合过程。在闭合过程中，上述各部件的水平直线运动结束于滑轮支架17上的第三滑轮22与导向斜槽板16的接触；继续闭合，直到腔体密封板13的前端侧表面与容纳腔体1的内壁顶部接触，此过程中腔体密封板13一直在沿导向斜槽板16的斜面运动，该过程是为了调节腔体密封板13和容纳腔体1的初始接触位置，防止其刚性接触位置的不确定，影响腔体密封板13压缩容纳腔体1顶部密封圈的均匀性。

当腔体密封板13前端侧表面与容纳腔体1接触后，腔体密封板13不再向前运动；此刻，在推拉传输板12的带动下，导向连接杆14在腔体密封板13的直槽口40内运动，弹性簧片19由于跟随推拉传输板12运动，在弹片固定板18与腔体密封板13的后端侧表面之间发生压缩变形，腔体密封板13在导向连接杆14的作用下向下运动压缩顶部的密封圈，当调节好位置的限位开关调节片11和第二接触限位开关30接触时整个闭合运动结束。

该过程结束之后，进行运动过程的第二部分，即电化学发生装置的开启运动，驱动电机4反转，通过联轴器5、传动齿轮6传动使得传动丝杠7旋转，螺母8及推拉传输板12、导向连接杆14、弹片固定板18、弹性簧片19做反向水平直线运动，而由于在闭合结束时弹性簧片19仍处于压缩状态，所以在其推力作用下腔体密封板13和滑轮支架17不做同步运动。当导向连接杆14再次处于腔体密封板13上直槽口40的最低点时，弹性簧片19恢复初始状态，腔体密封板13和滑轮支架17再次跟随推拉传输板12做同步运动，直到导向连接杆14与第一接触限位开关29接触，则停止运行。

在本实施例中，如图8所示，所述样品装夹机构主要包括固定底座23、加热组件、样品夹持组件25、温度测量组件以及各类线路接头等；其中，固定底座23通过螺钉固定在密封底板2的表面，样品夹持组件25用于夹持测试样品即电池样品27，其通过金属夹持弹片28安装于固定底座23上，金属夹持弹片28不仅可以固定样品夹持组件25，还可以连接电化学测试线路38，使电化学测试线路38与样品夹持组件25导通，实现充放电。而加热组件能够对样品夹持组件25夹持的测试样品进行加热，加热组件可以根据具体工作需要进行选择，如可以选择加热丝或加热片等，本实施例中加热组件优选为陶瓷加热片24，在固定底座23上设置有用于安装陶瓷加热片24的卡槽，固定好的样品夹持组件25的表面和陶瓷加热片24接触，使陶瓷加热片24的热量传导给电池样品27，实现给电池样品27加热的功能。温度测量组件可以根据具体工作需要进行选择，如选择热电偶、热敏电阻等，只要能够检测陶瓷加热片24的加热温度即可，本实施例中温度测量组件优选为测温热电偶26，测温热电偶26固定在固定底座23的线槽内且与陶瓷加热片24接触，实现加热温度检测。

在本实施例中，电池样品27的充放电线路(即电化学测试线路38)、陶瓷加热片24的加热片线路37和测温热电偶26的线路分别与各自的真空接头接通，真空接头密封固定于容纳腔体1的侧表面。

在本实施例中，样品夹持组件25为实现电池样品27安装及正负极通电的重要部件，如图6和图7所示，样品夹持组件25主要包括第一夹具31、第二夹具32、样品安装压片33、压片锁紧螺钉34、夹具安装螺钉35和绝缘垫片36；其中，第一夹具31、第二夹具32相对设置，两者通过夹具安装螺钉35连接，而绝缘垫片36的主要作用是隔绝第一夹具31、第二夹具32，第一夹具31、第二夹具32之间和夹具安装螺钉35的螺帽压紧面上均设置有绝缘垫片36，实现绝缘。为实现电池样品27的正负极通电，第一夹具31、第二夹具32均采用导电的金属材质制成，此为本领域的成熟现有技术，本实施例中便不再进行赘述；而如图10所示，夹具安装螺钉35螺纹连接于第一夹具31上，实现与第一夹具31的导通，夹具安装螺钉35与第二夹具32上的安装孔之间则留有间隙不会接触，且夹具安装螺钉35的螺帽压紧面与第二夹具32之间设置绝缘垫片36，因此夹具安装螺钉35和第二夹具32不导通，第一夹具31、第二夹具32之间也不导通。

在本实施例中，样品安装压片33可以用镊子取出并在其表面粘贴电池样品27，压片锁紧螺钉34设置于样品安装压片33背对第一夹具31的一侧，用于推动样品安装压片33使其上的电池样品27和第一夹具31接触。

在本实施例中，电化学发生装置还包括手持控制盒，通过手持控制盒能够对驱动电机4进行控制，实现容纳腔体1的开启和关闭；其中，驱动电机4的控制线路可以通过插拔接头与手持控制盒连接，或者通过无线连接，本实施例中优选采用插拔接头连接。

实施例二

本实施例提供了一种仪器，包括实施例一中所述的电化学发生装置；其中，仪器的组成可以根据具体需要进行选择，作为一种优选的实施方式，仪器还包括手套箱和扫描电子显微镜，实施例一中所述的电化学发生装置的尺寸优选为95mm*69mm*40mm，可与各类品牌的真空手套箱结合，而且可通过密封底板2上开设的螺纹孔固定于各类扫描电子显微镜的载物平台上；因电池样品27安装于样品夹持组件25的样品安装压片33的表面，其周围空间充足，满足在扫描电子显微镜内使用并观察的条件，尤其与目前常用的Tescan-S8000型扫描电子显微镜有良好的结构兼容性、真空兼容性及电磁兼容性，同时可以和其他腔体更小的扫描电子显微镜配合使用，或者与其他类具有开放式载物形式的观测仪器结合使用。

本实施例的具体工作过程如下：

首先是测试前的准备工作：电池样品27的制备工作以及电池样品27组装前的准备工作。

然后将制备好的电池样品27和处于开启状态的电化学发生装置(包括手持控制盒)放入充满保护气氛的手套箱内，取出电化学发生装置内部的样品装夹机构，之后用镊子取出样品装夹机构上的样品安装压片33，并将制备好的电池样品27用导电胶固定在样品安装压片33表面，之后用镊子将样品安装压片33放回原位，并锁紧压片锁紧螺钉34，将样品装夹机构装回原位。之后用手持控制盒控制电化学发生装置闭合。

下一步是电化学发生装置的转移和安置工作，将闭合状态下的电化学发生装置从手套箱内取出，并转移到扫描电子显微镜的电镜腔室内，将电化学发生装置整体固定在扫描电子显微镜的载物平台上，打开插拔接头将手持控制盒取下，并将驱动电机4的插拔控制线路及密封固定于容纳腔体1侧表面的真空接头接线分别与扫描电子显微镜的真空法兰上的真空接头导通。

下一步进行电池样品27的充放电观察工作，对扫描电子显微镜进行抽真空操作，过程完毕后，将手持控制盒与扫描电子显微镜上的真空法兰连接，控制电化学发生装置开启运行直至容纳腔体1开启完成，之后接通真空法兰上控制电池样品27充放电的接头与移动电源，控制输入预设的电流电压，并在扫描电子显微镜内观察电池样品27在充放电过程中正负极成分、形貌、结构等微观结构演变过程、以及与电学性能的对应关系，同时控制陶瓷加热片24对电池样品27施加温度，在扫描电子显微镜内观察温度对电池性能的影响。

试验结束后，通过手持控制盒控制电化学发生装置关闭运行直至其关闭过程结束，扫描电子显微镜放真空，对电池样品27进行最后的回收处理工作。

其中，需要进一步进行说明的是，本实施例中电化学发生装置的开启和关闭，即是密封件对容纳腔体1的开启和密封。

本发明电化学发生装置结构紧密、体积小巧重量轻、功能多样，满足样品有特殊气氛环境要求的测试需求，且能够提供热场。本发明采用驱动电机驱动密封件和压紧装置对容纳腔体进行密封，可实现在大气压-1x10^-3Pa气压环境下的任意开闭，实现对测试样品进行真空转移，避免测试样品在空气等介质气体环境条件下转移时受到氧气、水分或灰尘等的污染。

而且本发明电化学发生装置可在手套箱中操作，密封样品，可在扫描电子显微镜的电镜腔室高真空环境中打开，结合扫描电子显微镜，可观察测试样品在充放电过程中，正极和负极的成分、形貌、结构等微观结构演变，以及与电学性能的对应关系，为电池材料在微尺度下的电化学测试提供了测试方法。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种电化学发生装置，其特征在于：包括：

容纳腔体，所述容纳腔体至少有一侧设置有开口，所述开口处设置有密封件，所述密封件能够对所述容纳腔体进行密封；

驱动机构，所述驱动机构与所述密封件连接，能够带动所述密封组件运动，以打开或密封所述容纳腔体；

样品装夹机构，所述样品装夹机构能够装夹测试样品，且所述样品装夹机构能够与电化学测试线路电连接，以对所述测试样品进行电化学测试。

2.根据权利要求1所述的电化学发生装置，其特征在于：所述容纳腔体上还设置有输气口，所述输气口能够向所述容纳腔体内输入气氛气体。

3.根据权利要求1所述的电化学发生装置，其特征在于：所述容纳腔体的顶部设置有所述开口。

4.根据权利要求1或3所述的电化学发生装置，其特征在于：所述密封件为腔体密封板，所述驱动机构为直线驱动机构，能够带动所述腔体密封板沿所述开口往复移动，以打开或封闭所述开口。

5.根据权利要求4所述的电化学发生装置，其特征在于：所述驱动机构包括驱动电机，所述驱动电机传动连接有传动丝杠，并能够带动所述传动丝杠转动，所述腔体密封板通过螺母安装于所述传动丝杠上；所述容纳腔体靠近所述传动丝杠的一侧设置第一导向件，所述螺母滑动安装于所述第一导向件上。

6.根据权利要求5所述的电化学发生装置，其特征在于：所述腔体密封板与所述开口的密封连接处设置有密封圈，所述腔体密封板还连接有压紧装置，当所述腔体密封板封闭所述开口后，所述压紧装置能够带动所述腔体密封板压紧所述密封圈，以密封所述容纳腔体。

7.根据权利要求6所述的电化学发生装置，其特征在于：所述压紧装置包括推拉传输板、导向连接杆和弹性件，所述导向连接杆的一端滑动安装于第二导向件上，另一端穿过所述推拉传输板和所述腔体密封板，所述腔体密封板上倾斜设置有直槽口，所述直槽口由后至前逐渐远离所述开口，在所述开口开启时，所述导向连接杆位于所述直槽口的底端；所述推拉传输板与所述螺母连接，且所述推拉传输板与所述腔体密封板的后端面之间设置有弹性件，当所述腔体密封板封闭所述开口后，所述驱动电机带动所述传动丝杠继续旋转，能够带动所述推拉传输板压缩所述弹性件，并带动所述导向连接杆沿所述直槽口移动，从而带动所述腔体密封板压紧所述密封圈，以密封所述容纳腔体；

所述腔体密封板的前端通过滑轮支架安装有第三滑轮，所述容纳腔体的前端安装有导向斜槽板，所述导向斜槽板上设置有导向面，所述导向面能够与所述第三滑轮配合，所述导向面包括由上至下依次连接的斜面和弧形面，所述斜面由后至前逐渐靠近所述开口设置。

8.根据权利要求7所述的电化学发生装置，其特征在于：所述电化学发生装置还包括限位组件，所述限位组件包括第一接触限位开关和第二接触限位开关，所述第二接触限位开关和所述第一接触限位开关分别设置于所述容纳腔体的前端和后端，其中，所述第二接触限位开关与所述传动丝杠位于所述容纳腔体的同一侧，所述第一接触限位开关与所述第二导向件位于所述容纳腔体的同一侧；

所述推拉传输板靠近所述传动丝杠的一侧还设置有限位开关调节片，所述限位开关调节片与所述第二接触限位开关相对设置，且所述限位开关调节片与所述第二接触限位开关之间的间距能够调节；

当所述第二接触限位开关与所述限位开关调节片接触时，所述容纳腔体密封，当所述第一接触限位开关与所述导向连接杆接触时，所述开口完全开启。

9.根据权利要求1所述的电化学发生装置，其特征在于：所述样品装夹机构包括样品夹持组件，所述样品夹持组件包括相对设置的第一夹具和第二夹具，所述第一夹具和所述第二夹具能够共同夹持所述测试样品；其中，所述第二夹具靠近所述第一夹具的一侧设置有样品安装压片，所述测试样品能够安装于所述样品安装压片靠近所述第一夹具的一侧，且能够与所述第一夹具接触；

所述样品装夹机构还包括安装底座，所述样品夹持组件安装于所述安装底座上，所述安装底座安装于所述容纳腔体的密封底板上，所述安装底座上还安装有加热组件，所述加热组件能够对所述样品夹持组件夹持的所述测试样品进行加热；且所述安装底座上还设置有温度测量组件，所述温度测量组件能够测量所述加热组件的加热温度。

10.一种仪器，其特征在于：包括如权利要求1-9任意一项所述的电化学发生装置。

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