【技术实现步骤摘要】
一种适用于原位在线表面表征的电化学储能模型器件及应用
[0001]本专利技术涉及一种适用于原位在线表面表征的电化学储能模型器件及应用，属于电化学原位表面表征领域。
技术介绍
[0002]随着现代社会人类对于能源的需求和消耗急剧增加，发展高性能能量转化存储设备十分关键。以二次离子电池和超级电容器为代表的电化学储能器件，依靠电化学反应进行电能和化学能相互转化从而进行能量存储，具有小型化、便携、高功率密度的特点，被广泛应用于移动电子设备和新能源汽车中。锂离子电池的专利技术者Goodenough等人还于2019年获得了诺贝尔化学奖。
[0003]为了提升储能器件的性能，需要利用先进的表征手段深入研究其工作机制和工作时发生的复杂的电化学反应。尤其是关系到电池库伦效率和循环稳定性的表界面相关过程至关重要。然而目前主流的表征手段尤其是原位在线表征手段比如X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、核磁共振(NMR)和中子衍射(NPD)等给出的是整体或者局部体相信息，无法观测到表界面的演化。而将以光谱表征、扫描探针显微镜、光电子...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种适用于原位在线表面表征的电化学储能模型器件，其特征在于，所述电化学储能模型器件可用于高真空或超高真空条件下以及非真空条件下的原位在线表面表征；所述高真空或超高真空是指真空度在10-5
mbar～10-10
mbar之间；所述电化学储能模型器件的构型为平面构型或三明治构型，所述电化学储能模型器件具有开放的工作电极表面，且开放的工作电极表面为测试区域；用于非真空条件下原位在线表面表征的平面构型的电化学储能模型器件为：工作电极和对电极平行放置在一个绝缘基底上并处于同一平面，工作电极和对电极之间有一定间距以保证相互绝缘，将电解质放置在工作电极和对电极之间，使电解质仅覆盖工作电极的一端，未被电解质覆盖的工作电极区域为测试区域；用于高真空或超高真空条件下原位在线表面表征的平面构型的电化学储能模型器件为：在工作电极一端放置适用于高真空或超高真空条件下适用的电解质，再在电解质上放置对电极，装到样品架上压紧；其中，对电极的面积小于电解质面积，未被电解质和对电极覆盖的工作电极区域为测试区域。2.根据权利要求1所述的电化学储能模型器件，其特征在于，用于高真空或超高真空条件下以及非真空条件下原位在线表面表征的三明治构型的电化学储能模型器件为：工作电极和对电极重叠放置，工作电极和对电极之间放置电解质；工作电极在最上方用多孔集流体覆盖，对电极、电解质、工作电极、多孔集流体自下而上堆叠并在样品架上固定压紧；其中电解质以及对电极完全被工作电极覆盖，未被多孔集流体覆盖的工作电极区域为测试区域。3.根据权利要求1所述的电化学储能模型器件，其特征在于，所述电化学储能模型器件包括二次离子电池和超级电容器；所述电化学储能模型器件的工作电极和对电极均为薄膜结构；所述工作电极的材料包括二维原子晶体材料、金属氧化物，硅；所述对电极的材料包括金属箔，石墨。4.根据权利要求1所述的电化学储能模型器件，其特征在于，所述电解质包括水溶液、有机电解液以及高真空或超高真空适用的离子液体、凝胶电解质、固态聚合物电解质、固态无机电解质；其中，当电解质为液体时，将电解液浸润到隔膜上使用。5.权利要求1-4中任一项所述的电化学储能模型器件的应用，其特征在于，所述应用为电化学储能模型器件在高真空或超高真空条件下通过原位表面分析系统研究电极表面电化学行为中的应用，所述高真空或超高真空的真空度为10-5
～10-10
mbar；原位表面分析系统包括X-射线光电子能谱、紫外光电子能谱、扫描探针显微镜、俄歇电子能谱、光发射电子显微镜。6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述电极表面电化学行为包括电化学沉积、离子嵌入、界面反应。7.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，包括如下步骤：1)...
【专利技术属性】
技术研发人员：傅强，王超，宁艳晓，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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