一种小型化电化学电池制造技术

描述了一种小型化电化学电池(2)，包括一主体(20)，所述主体(20)包括一尖端(21)，其中毫米级直径的入口中空导管(41)和出口中空导管(51)被一分隔壁(200)挖空并分开，所述分隔壁(200)与所述主体(20)一体成型，其中电解液溶液(10)在主体(20)内流动，在尖端(21)和待分析的导体材料(9)的表面(90)之间的空间中，识别一个用于氧化还原反应的毫米级腔室(6)，所述主体(20)的尖端(21)包括毫米尺寸的毫米级开口(210)，所述毫米级开口(210)与所述用于氧化还原反应的毫米级腔室(6)连通。

A Miniaturized Electrochemical Battery

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种小型化电化学电池本专利技术涉及一种小型化电化学电池。在现有技术中，在如下文献中提出了用于局部电化学测量的微型电池，例如M.M.Lohrengel,C.Rosenkranz,I.Klüppel,A.Moehring,H.Bettermann,B.VandenBossche,J.Deconinck,“Anewmicrocellormicroreactorformaterialsurfaceinvestigationsatlargecurrentdensities”(“一种用于在大电流密度下进行材料表面研究的新型微型电池或微反应器”),《电化学学报》第49期(2004年)2863-2870；N.Birbilis,B.N.Padgett,R.G.Buchheit,“Limitationsinmicroelectrochemicalcapillarycelltestingandtransformationofelectrochemicaltransientsforacquisitionofmicrocellimpedancedata”(“微电化学毛细管电池在测试和转换电化学瞬变以获取微型阻抗数据方面的限制”),《电化学学报》第50期(2005年)3536–3544；N.Ebejer,M.Schnippering,A.W.Colburn,M.A.Edwards,P.R.Unwin,“Localizedhighresolutionelectrochemistryandmultifunctionalimaging:scanningelectrochemicalcellmicroscopy”(“局部高分辨率电化学和多功能成像：扫描电化学电池显微镜”),《分析化学》第82期(2010年)9141–9145)，并描述了带有玻璃或金属、珠状或硅胶密封环、同轴管流毛细管的毛细管电池。正如RU-2088913-C1、RU-2020461-C1、CN-103398942-B、CN-104655553-A中所述，反电极是插入毛细管中的电线，或者反电极是毛细管本身或在毛细管内的涂层。不利的是，玻璃毛细管能够限定几平方微米量级的研究表面，并且仅适于研究非常小的区域，一直研究到材料的单晶例或单个颗粒。这种毛细管的缺点是它们不允许在分析的区域对象附近进行液体替换。因此，在测试浓度期间，可能出现使电压测量值失真的极化。为了克服这个缺点，已经提出了θ毛细管，这种θ毛细管包括一玻璃毛细管，该玻璃毛细管被玻璃分隔墙分成两个部分。通过这种方式，可以使用导管将电解质溶液从外罐运送到待分析的表面，并且使用第二相邻导管将溶液从所述表面运送回外罐，从而确保实现如示例N.Birbilis,B.N.Padgett,R.G.Buchheit,“Limitationsinmicroelectrochemicalcapillarycelltestingandtransformationofelectrochemicaltransientsforacquisitionofmicrocellimpedancedata”(“微电化学毛细血管电池在测试和转换电化学瞬变以获取微型阻抗数据方面的限制”),《电化学学报》第50期(2005年)3536–3544.))中所述的溶液的恒定替换。不利的是，玻璃导管很难定位、易碎并且易于破裂，不能适当地确定电解液溶液流动管道的尺寸。应谨慎解释基于毛细管和θ毛细管的电化学测量，因为由于研究区域的尺寸减小而存在显著的欧姆效应，由于在动电位测量中快速潜在扫描以避免溶液泄漏或尖端的锁定而存在的效应，尖端尺寸对电流极限值的影响，以及进行电化学阻抗谱测量具有难度。毛细管和θ毛细管允许隔离具有数十平方微米量级的非常小面积的表面。不利的是，玻璃毛细管易碎并且经常破裂。正如M.Büchler,C.H.D.Bindschedler,F.Stalder在土木工程无损检测国际研讨会(NDT-CE2003)上提出的“Theec-peninqualitycontrol:Determiningthecorrosionresistanceofstainlesssteelon-site”(“质量控制的电子笔”:现场确定不锈钢的耐腐蚀性)中所述的，还存在用于在平方毫米量级的表面上进行电化学腐蚀测量的仪器的实例。正如例如在F.Schmidli,M.Jungo,K.H.Lüthy，M.Büchler,“BestimmungdervonDentallegierungenmiteinerneuartigenMessmethode”,SchweizMonatsschrZahnmedVol.1196/2009,584-588中所述的，这种类型的仪器基于使用电解质溶液浸泡的垫，该电解质溶液浸泡的垫放置在待分析的表面上。在这种情况下，分析的表面相对于毛细管和θ毛细管壳具有更大的尺寸，但是不利的是，该技术方案不能精确地限定分析区域并且不允许电解质溶液循环，这种循环是停滞的，并且出现浓差极化，使电压测量值失真。此外，由于笔垫施加在待分析的材料上的压力，还存在校准问题相关的另外技术缺陷。本专利技术的一个目的在于提供一种电化学电池，其允许在一平方毫米量级的区域上进行电化学测量，用于电化学腐蚀测试，用于根据库仑法技术进行厚度测量和用于局部电镀沉积，这种电化学电池坚固，易于使用和制造，这减少了对所研究区域的欧姆效应，这种电化学电池降低了由于在动电位测量中快速潜在扫描的效果，这种电化学电池避免了溶液泄漏，这种电化学电池避免了尖端的锁定，这种电化学电池避免了尖端尺寸对电流极限值的影响，这种电化学电池避免了在测量过程中浓差极化的影响，这种电化学电池允许以非常简单的方式进行电化学阻抗测量。根据本专利技术，这样的目的通过一种小型化电化学电池来实现，所述电化学电池包括一主体，该主体包括一尖端，该尖端适于电化学测量用作工作电极的待分析的导体材料的表面，所述主体包括至少一个用于电解液溶液的入口中空导管和至少一个用于所述电解液溶液的出口中空导管，所述电解液溶液从所述至少一个入口中空导管流到所述至少一个出口中空导管，所述小型化电化学电池包括一反电极，所述小型化电化学电池在所述尖端的一区域安装一参比电极，所述至少一个入口中空导管中的每一个窄缩至至少一个毫米级直径的入口中空导管，并且所述至少一个出口中空导管中的每一个窄缩至至少一个毫米级直径的出口中空导管，在所述尖端和待分析的导体材料的表面之间的空间处确定一个用于氧化还原反应的毫米级腔室，所述腔室与所述至少一个毫米级直径的入口中空导管和所述至少一个毫米级直径的出口中空导管连通，所述至少一个毫米级直径的入口中空导管通过至少一个分隔壁与所述至少一个毫米级直径的出口中空导管分开，其特征在于，所述至少一个分隔壁与所述主体是一体的，所述至少一个入口中空导管和所述至少一个出口中空导管在所述主体内部被挖空，所述主体的尖端包括毫米尺寸的毫米级开口，该毫米尺寸的毫米级开口与所述用于氧化还原反应的毫米级腔室连通，其中所述毫米级开口由所述至少一个分隔壁限定，由所述至少一个毫米级直径的入口中空导管限定，以及由所述至少一个毫米级直径的出口中空导管限定。本专利技术的另一个目的在于提供一种密封环，其与所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小型化电化学电池(2)，包括一主体(20)，所述主体(20)包括一尖端(21)，所述尖端适于允许一待分析的导体材料(9)的一表面(90)的电化学测量，所述待分析的导体材料(9)用作工作电极，所述主体(20)包括用于电解液溶液(10)的至少一个入口中空导管(4)和用于所述电解液溶液(10)的至少一个出口中空导管(5)，所述电解液溶液(10)从所述至少一个入口中空导管(4)流到所述至少一个出口中空导管(5)，所述小型化电池(2)包括一反电极(7)，所述小型化电化学电池(2)在所述尖端(21)的一区域安装一参比电极(8)，所述至少一个入口中空导管(4)中的每一个窄缩至至少一个毫米级直径的入口中空导管(41)，并且所述至少一个出口中空导管(5)中的每一个窄缩至至少一个毫米级直径的出口中空导管(51)，在所述尖端(21和所述待分析的导体材料(9)的表面(90)之间的空间处识别一个用于氧化还原反应的毫米级腔室(6)，所述腔室与所述至少一个毫米级直径的入口中空导管(41)和所述至少一个毫米级直径的出口中空导管(51)连通，所述至少一个毫米级直径的入口中空导管(41)通过至少一个分隔壁(200)与所述至少一个毫米级直径的出口中空导管(51)分开，其特征在于，所述至少一个分隔壁(200)与所述主体(20)是一体的，所述至少一个入口中空导管(4)和所述至少一个出口中空导管(5)在所述主体(20)内部被挖空，所述主体(20)的尖端(21)包括毫米尺寸的一毫米级开口(210)，所述毫米尺寸的毫米级开口(210)与所述用于氧化还原反应的毫米级腔室(6)连通，其中所述毫米级开口(210)由所述至少一个分隔壁(200)限定，由所述至少一个毫米级直径的入口中空导管(41)限定，以及由所述至少一个毫米级直径的出口中空导管(51)限定。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.14 IT 1020160001260121.一种小型化电化学电池(2)，包括一主体(20)，所述主体(20)包括一尖端(21)，所述尖端适于允许一待分析的导体材料(9)的一表面(90)的电化学测量，所述待分析的导体材料(9)用作工作电极，所述主体(20)包括用于电解液溶液(10)的至少一个入口中空导管(4)和用于所述电解液溶液(10)的至少一个出口中空导管(5)，所述电解液溶液(10)从所述至少一个入口中空导管(4)流到所述至少一个出口中空导管(5)，所述小型化电池(2)包括一反电极(7)，所述小型化电化学电池(2)在所述尖端(21)的一区域安装一参比电极(8)，所述至少一个入口中空导管(4)中的每一个窄缩至至少一个毫米级直径的入口中空导管(41)，并且所述至少一个出口中空导管(5)中的每一个窄缩至至少一个毫米级直径的出口中空导管(51)，在所述尖端(21和所述待分析的导体材料(9)的表面(90)之间的空间处识别一个用于氧化还原反应的毫米级腔室(6)，所述腔室与所述至少一个毫米级直径的入口中空导管(41)和所述至少一个毫米级直径的出口中空导管(51)连通，所述至少一个毫米级直径的入口中空导管(41)通过至少一个分隔壁(200)与所述至少一个毫米级直径的出口中空导管(51)分开，其特征在于，所述至少一个分隔壁(200)与所述主体(20)是一体的，所述至少一个入口中空导管(4)和所述至少一个出口中空导管(5)在所述主体(20)内部被挖空，所述主体(20)的尖端(21)包括毫米尺寸的一毫米级开口(210)，所述毫米尺寸的毫米级开口(210)与所述用于氧化还原反应的毫米级腔室(6)连通，其中所述毫米级开口(210)由所述至少一个分隔壁(200)限定，由所述至少一个毫米级直径的入口中空导管(41)限定，以及由所述至少一个毫米级直径的出口中空导管(51)限定。2.根据权利要求1所述的小型化电化学电池，其特征在于，所述尖端(21)的所述毫米级开口(210)的至少一个尺寸介于0.1mm和6mm之间。3.根据权利要求1或2中任一项所述的小型化电化学电池，其特征在于，所述小型化电化学电池(2)的所述主体(20)的所述至少一个分隔壁(200)从所述主体(20)的尖端(21)开始向外延伸，使得所述至少一个分隔壁(200)的至少一个部分进入用于氧化还原反应的毫米级腔室(6)内。4.根据权利要求3所述的小型化电化学电池(2)，其特征在于，所述至少一个分隔壁(200)仅为一个并且与一纵向轴线(L)对齐，所述分隔壁(200)具有实心几何形状，其长度较长的一侧与所述主体(20)的一几何横截面的第一半径(F)对齐，并且长度较短的一侧与所述主体(20)的所述几何横截面的第二半径(S)对齐，所述第一半径(F)垂直于所述第二半径(S)，所述横截面在几何上位于一几何平面()上，所述几何平面()与所述纵向轴线(L)垂直，所述分隔壁(200)的长度较长的一侧具有与用于氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：马西米利亚诺·贝斯特蒂，
申请(专利权)人：意大利纳米材料公司，
类型：发明
国别省市：意大利,IT