CN210863593U - 用于x射线原位二维成像的电化学反应池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及原位电化学反应池及原位测试技术领域，具体地说是一种用于X射线原位二维成像的电化学反应池，包括上压头、下压头和电极组件，所述上压头设有凸出部，所述下压头设有内凹槽，且所述凸出部插入所述内凹槽中，电极组件设于所述凸出部和所述内凹槽的槽底之间，所述上压头内设有内孔，且所述电极组件设于所述内孔下侧，所述电极组件设有第一电极引线和第二电极引线，且所述第一电极引线和第二电极引线由上压头和下压头之间引出。本实用新型可获得样品结构的高分辨、高质量图像，从而实现对样品原位二维观测，且体积小，安装方便且操作简单，移植性强。
Description
技术领域
本实用新型涉及原位电化学反应池及原位测试技术领域，具体地说是一种用于X射线原位二维成像的电化学反应池。
背景技术
储能领域的迅速发展急需现有电极材料实现改进和突破，而原位观测电池电化学反应对电极材料的工作和衰退机制等方面的研究尤为重要，这可以通过原位表征技术得以实现，具体而言可以通过观测电池电化学反应过程中电极材料的结构转变、氧化还原过程、固液相界面形成、副反应的发生和离子传输特性等信息实现相关研究，因此发展原位表征技术尤为重要，而且这类技术应该是无损检测并且能够在电池运行过程中进行实时观测，此外电池的原位表征技术也可以拓展到其它电化学储能体系。然而由于常规纽扣电池对X射线的吸收率比较高，无法直接应用于X射线二维成像中，而且由于电化学反应原位和观察微型装置需要搭建在X射线照射系统上，并且考虑到X射线二维成像技术的特点，要求该装置满足操作简单、体积小等条件，但现有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射线原位二维成像的电化学反应池，可获得样品结构的高分辨、高质量图像，从而实现对样品原位二维观测，且体积小，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射线原位二维成像的电化学反应池，包括上压头、下压头和电极组件，所述上压头设有凸出部，所述下压头设有内凹槽，且所述凸出部插入所述内凹槽中，电极组件设于所述凸出部下端和所述内凹槽的槽底之间，所述上压头内设有内孔，且所述电极组件设于所述内孔下侧，所述电极组件设有第一电极引线和第二电极引线，且所述第一电极引线和第二电极引线由上压头和下压头之间引出。
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远离隔膜一侧抵住所述上压头的内孔，电极材料B远离隔膜一侧设有环形集流体，所述第一电极引线与所述电极材料A相连，所述第二电极引线与所述环形集流体相连。
所述电极材料B涂覆于钛箔上，所述钛箔与所述环形集流体接触。
所述上压头和下压头之间设有密封环，且所述第一电极引线和第二电极引线从密封环处引出。
所述上压头和下压头通过螺栓固连。
所述内孔中设有供X射线穿过的观察窗。
所述上压头和下压头采用聚醚醚酮制成。
本实用新型的优点与积极效果为：
1、本实用新型能固定于X射线成像系统的样品台上，并且上压头和下压头均采用X射线吸收率较低的聚醚醚酮制成，X射线可通过上压头的内孔照射内部的样品，从而实现对电极样品的二维成像，不仅可获得样品结构的高分辨、高质量图像，而且体积小，安装方便且操作简单。
2、本实用新型移植性强，可以在不同型号的X射线成像系统上使用。
3、本实用新型利用上压头和下压头配合限定样品位置，并且上压头和下压头之间设有密封圈密封，第一电极引线和第二电极引线从密封环处引出，避免了在下压头上进行打孔引出，进一步提升了本实用新型的密封性。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图，
图2为图1中本实用新型的爆炸示意图，
图3为本实用新型的工作状态示意图。
其中，1为上压头，101为内孔，102为凸出部，2为密封环，3为电极材料A，301为第一电极引线，4为隔膜，5为电极材料B，6为钛箔，7为环形集流体，701为第二电极引线，8为下压头，801为内凹槽，9为螺栓。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详述。
如图1～3所示，本实用新型包括上压头1、下压头8和电极组件，所述上压头1设有凸出部102，所述下压头8设有内凹槽801，且所述凸出部102插入所述内凹槽801中，电极组件设于所述凸出部102下端和所述内凹槽801的槽底之间，所述上压头1内设有内孔101，且所述内孔101中设有观察窗供X射线穿过，所述电极组件设于所述内孔101下侧，且所述电极组件设有第一电极引线301和第二电极引线701由上压头1和下压头8之间引出。本实施例中，所述上压头1和下压头8均采用X射线吸收率较低的聚醚醚酮制成，此材质可以保证装置具有较好的硬度和强度，同时具有极佳的射线穿透能力，实现对样品照射过程的原位电化学反应和观察。
如图2所示，所述电极组件包括电极材料A3、隔膜4和电极材料B5，隔膜4设于电极材料A3和电极材料B5之间，电极材料A3远离隔膜4一侧抵住所述上压头1的内孔101，电极材料B5远离隔膜4一侧设有环形集流体7，如图3所示，本实用新型工作时，所述第一电极引线301一端与所述电极材料A3相连，另一端外接电源，所述第二电极引线701一端与所述环形集流体7相连，另一端外接电源，所述电极材料A3和电极材料B5形成正负极。所述电极材料A3、隔膜4和电极材料B5为本领域公知技术。本实施例中，所述环形集流体7为环形铜集流器。
如图2所示，所述电极材料B5涂覆于钛箔6上，所述钛箔6与所述环形集流体7接触。所述钛箔6较薄防止过多吸收X射线。本实施例中，所述钛箔6为5微米厚。
如图1～2所示，所述上压头1和下压头8之间设有密封环2，所述密封环2套设于所述凸出部102上，且所述第一电极引线301和第二电极引线701从密封环2处引出，避免了在下压头8上进行打孔引出，进一步提升了本实用新型的密封性。所述上压头1的凸出部102插入到下压头8的内凹槽801后，所述上压头1和下压头8通过螺栓9固连。
本实用新型的工作原理为：
本实用新型组装时，先将电极材料B5涂覆在钛箔6上，并将钛箔6裁剪成与下压头8的内凹槽801直径大小相同的圆片，组装时先将环形集流体7放在下压头8的内凹槽801底部，并将与所述环形集流体7相连的第二电极引线701由所述内凹槽801中引出，然后将涂覆电极材料B5的钛箔6、隔膜4和电极材料A3依次放入所述下压头8的内凹槽801中，并且将第一电极引线301由所述内凹槽801中引出，然后向所述内凹槽801中添加适当的电解液，并将密封环2套设于所述上压头1的凸出部102上，然后将上压头1的凸出部102插入到下压头8的内凹槽801中，并通过螺栓9将上压头1和下压头8固连并将密封环2压紧密封，并且如图3所示，第一电极引线301和第二电极引线701从密封环2处引出后与外电源不同电极相连，所述上压头1的凸出部102下端面与所述下压头8的内凹槽801槽底共同限定所述电极组件的位置。
如图3所示，将组装好的本实用新型水平放置于X射线成像系统的样品台上，并保证X射线通过上压头1的内孔101照射到内部的电极组件，由于所述上压头1和下压头8均采用X射线吸收率较低的聚醚醚酮制成，此材质可以保证装置具有较好的硬度和强度，同时具有极佳的射线穿透能力，实现对样品照射过程的原位电化学反应和观察，从而使电池在充放电过程中进行连续的二维成像。
Claims (7)
1.一种用于X射线原位二维成像的电化学反应池，其特征在于：包括上压头(1)、下压头(8)和电极组件，所述上压头(1)设有凸出部(102)，所述下压头(8)设有内凹槽(801)，且所述凸出部(102)插入所述内凹槽(801)中，电极组件设于所述凸出部(102)下端和所述内凹槽(801)的槽底之间，所述上压头(1)内设有内孔(101)，且所述电极组件设于所述内孔(101)下侧，所述电极组件设有第一电极引线(301)和第二电极引线(701)，且所述第一电极引线(301)和第二电极引线(701)由上压头(1)和下压头(8)之间引出。
2.根据权利要求1所述的用于X射线原位二维成像的电化学反应池，其特征在于：所述电极组件包括电极材料A(3)、隔膜(4)和电极材料B(5)，隔膜(4)设于电极材料A(3)和电极材料B(5)之间，电极材料A(3)远离隔膜(4)一侧抵住所述上压头(1)的内孔(101)，电极材料B(5)远离隔膜(4)一侧设有环形集流体(7)，所述第一电极引线(301)与所述电极材料A(3)相连，所述第二电极引线(701)与所述环形集流体(7)相连。
3.根据权利要求2所述的用于X射线原位二维成像的电化学反应池，其特征在于：所述电极材料B(5)涂覆于钛箔(6)上，所述钛箔(6)与所述环形集流体(7)接触。
4.根据权利要求1所述的用于X射线原位二维成像的电化学反应池，其特征在于：所述上压头(1)和下压头(8)之间设有密封环(2)，且所述第一电极引线(301)和第二电极引线(701)从密封环(2)处引出。
5.根据权利要求1所述的用于X射线原位二维成像的电化学反应池，其特征在于：所述上压头(1)和下压头(8)通过螺栓(9)固连。
6.根据权利要求1所述的用于X射线原位二维成像的电化学反应池，其特征在于：所述内孔(101)中设有供X射线穿过的观察窗。
7.根据权利要求1所述的用于X射线原位二维成像的电化学反应池，其特征在于：所述上压头(1)和下压头(8)采用聚醚醚酮制成。
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