单颗粒微电极反应池及其制作方法技术

本发明专利技术涉及一种单颗粒微电极反应池，反应外壳的内部具有反应腔室，反应腔室用于容纳电解液，反应外壳上开设有连通反应腔室的第一装配通道和第二装配通道，微电极夹具装配在第一装配通道中，微电极夹具与第一装配通道相对密封，微电极夹具的前端朝向反应腔室，微电池夹具的前端用于可拆卸地装配单颗粒微电极，使得单颗粒微电极能够置于反应腔室中，集流体组件装配在第二装配通道中，集流体组件与第二装配通道相对密封，集流体组件的前端朝向反应腔室，集流体组件的前端装配有锂金属元件，使得锂金属元件能够置于反应腔室中。单颗粒微电极反应池组装后就构建了惰性气体环境，不再需要持续利用手套箱、惰性气体瓶以及气体循环系统等设备持续工作。等设备持续工作。等设备持续工作。

【技术实现步骤摘要】
单颗粒微电极反应池及其制作方法


[0001]本专利技术涉及微电极
，特别是涉及单颗粒微电极反应池及其制作方法。

技术介绍

[0002]单颗粒微电极制备后需要进行测试，通常单颗粒微电极的测试可以采用玻璃反应器进行，测试过程中需要将玻璃反应器放置于充满惰性气体的环境中，以防止空气进入玻璃反应器的内腔中与玻璃反应器内的电解液以及锂金属发生反应，因此，测试的整个过程都需要持续构建并保持惰性气体环境，使得玻璃反应器放置在持续构建的惰性气体环境中进行测试操作，也就是在玻璃反应器的外部持续构建惰性气体环境。
[0003]但是，惰性气体环境构建起来非常繁琐，所需的实验器材会占据较大的体积，比如需要配备手套箱、惰性气体瓶以及气体循环系统等，所以，采用玻璃反应器进行单颗粒微电极制备后的测试时，不仅操作繁琐，而且会导致测试的成本较高。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对单颗粒微电极测试过程中的操作繁琐以及成本高的技术问题，提供一种单颗粒微电极反应池及其制作方法。
[0005]一种单颗粒微电极反应池，所述单颗粒微电极反应池包括：
[0006]反应外壳，所述反应外壳的材料采用为绝缘材料，所述反应外壳的内部具有反应腔室，所述反应腔室用于容纳电解液，其中，所述反应外壳上开设有连通所述反应腔室的第一装配通道和第二装配通道；
[0007]微电极夹具，所述微电极夹具装配在所述第一装配通道中，且所述微电极夹具与所述第一装配通道相对密封，所述微电极夹具的前端朝向所述反应腔室，所述微电池夹具的前端用于可拆卸地装配单颗粒微电极，使得所述单颗粒微电极能够置于所述反应腔室中；
[0008]集流体组件，所述集流体组件装配在所述第二装配通道中，且所述集流体组件与所述第二装配通道相对密封，所述集流体组件的前端朝向所述反应腔室，所述集流体组件的前端装配有锂金属元件，使得所述锂金属元件能够置于所述反应腔室中。
[0009]在其中一个实施例中，所述微电极夹具的前端低于所述微电极夹具的后端。
[0010]在其中一个实施例中，所述反应腔室具有水平基准面和垂直基准面，所述水平基准面和所述垂直基准面相互垂直，所述第一装配通道为直线通孔，所述直线通孔具有中心轴线，所述第一装配通道的中心轴线相对于所述水平基准面和所述垂直基准面中的至少一者构成夹角，所述微电极夹具和所述单颗粒微电极平行于所述第一装配通道的中心轴线。
[0011]在其中一个实施例中，所述微电极夹具包括夹具外壳，所述夹具外壳具有贯通的内部装配孔，所述内部装配孔中装配有导电连接元件，所述导电连接元件的后端自所述内部装配孔的后端露出，所述内部装配孔的前端用于插接装配单颗粒微电极，进而使得所述微电池夹具的前端可拆卸地连接单颗粒微电极，所述单颗粒微电极与所述导电连接元件导
电接触。
[0012]在其中一个实施例中，所述内部装配孔相对于所述反应外壳的反应腔室密封隔离。
[0013]在其中一个实施例中，所述单颗粒微电极具有探针以及所述探针的外部的一部分区域包覆的绝缘外层，所述探针的前端和后端裸露于所述绝缘外层，所述探针的前端连接颗粒体，所述绝缘外层的后端密封覆盖所述内部装配孔的前端的开口。
[0014]在其中一个实施例中，所述反应外壳上开设有连通所述反应腔室的注液孔和排气孔，所述注液孔位于所述反应外壳的底部，所述排气孔位于所述反应外壳的顶部。
[0015]在其中一个实施例中，所述单颗粒微电极反应池包括：
[0016]第一注射器，所述第一注射器与所述注液孔装配连接；和/或，
[0017]第二注射器，所述第二注射器与所述排气孔装配连接。
[0018]在其中一个实施例中，所述电解液由电解质与有机溶剂组成，其中，所述电解质采用为高氯酸锂、四氟硼酸锂和六氟磷酸锂中的至少一者，所述有机溶剂采用为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯中的至少一者。
[0019]一种单颗粒微电极反应池的制作方法，包括如下步骤：
[0020]将反应外壳、电解液、微电极夹具、单颗粒微电极、集流体组件和锂金属元件置入惰性气体环境中；
[0021]在惰性气体环境中向所述反应外壳的反应腔室中注入电解液，将所述单颗粒微电极装配在所述微电极夹具上，并将所述微电极夹具密封装配在所述单颗粒微电极的第一装配通道中，将所述锂金属元件装配在所述集流体组件上，并将所述集流体组件密封装配在所述单颗粒微电极的第二装配通道中。
[0022]上述单颗粒微电极反应池及其制作方法，本身请提供的单颗粒微电极反应池由于在组装后就在单颗粒微电极反应池内部的反应腔室中构建了惰性气体环境，所以，在测试的过程中就完全不需要在单颗粒微电极反应池的外部再构建惰性气体环境了，所述微电极夹具与所述第一装配通道相对密封，所述单颗粒微电极能够密封置于所述反应腔室中，所述集流体组件与所述第二装配通道相对密封，所述锂金属元件能够密封置于所述反应腔室中，在进行测试的过程中，反应腔室中就已经时刻保持着惰性气体环境，不再需要持续利用手套箱、惰性气体瓶以及气体循环系统等设备持续工作，既能够降低操作的繁琐程度，还能够降低测试的成本。
附图说明
[0023]图1为本申请一个实施例提供的单颗粒微电极反应池的使用状态示意图；
[0024]图2为本专利技术一个实施例中提供的探针的光学显微镜图；
[0025]图3为本专利技术一个实施例中提供的探针的尖端的光学显微镜图；
[0026]图4为本专利技术一个实施例中提供的探针的尖端和颗粒体导电连接的光学显微镜图。
[0027]附图标号：
[0028]1000、反应外壳；2000、微电极夹具；3000、单颗粒微电极；4000、集流体组件；5000、锂金属元件；
[0029]1100、反应腔室；1000a、第一装配通道；1000b、第二装配通道；
[0030]2100、夹具外壳；2200、导电连接元件；2000a、内部装配孔。
具体实施方式
[0031]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0032]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0033]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单颗粒微电极反应池，其特征在于，所述单颗粒微电极反应池包括：反应外壳，所述反应外壳的材料采用为绝缘材料，所述反应外壳的内部具有反应腔室，所述反应腔室用于容纳电解液，其中，所述反应外壳上开设有连通所述反应腔室的第一装配通道和第二装配通道；微电极夹具，所述微电极夹具装配在所述第一装配通道中，且所述微电极夹具与所述第一装配通道相对密封，所述微电极夹具的前端朝向所述反应腔室，所述微电池夹具的前端用于可拆卸地装配单颗粒微电极，使得所述单颗粒微电极能够置于所述反应腔室中；集流体组件，所述集流体组件装配在所述第二装配通道中，且所述集流体组件与所述第二装配通道相对密封，所述集流体组件的前端朝向所述反应腔室，所述集流体组件的前端装配有锂金属元件，使得所述锂金属元件能够置于所述反应腔室中。2.根据权利要求1所述的单颗粒微电极反应池，其特征在于，所述微电极夹具的前端低于所述微电极夹具的后端。3.根据权利要求2所述的单颗粒微电极反应池，其特征在于，所述反应腔室具有水平基准面和垂直基准面，所述水平基准面和所述垂直基准面相互垂直，所述第一装配通道为直线通孔，所述直线通孔具有中心轴线，所述第一装配通道的中心轴线相对于所述水平基准面和所述垂直基准面中的至少一者构成夹角，所述微电极夹具和所述单颗粒微电极平行于所述第一装配通道的中心轴线。4.根据权利要求1所述的单颗粒微电极反应池，其特征在于，所述微电极夹具包括夹具外壳，所述夹具外壳具有贯通的内部装配孔，所述内部装配孔中装配有导电连接元件，所述导电连接元件的后端自所述内部装配孔的后端露出，所述内部装配孔的前端用于插接装配单颗粒微电极，进而使得所述微电池夹具的前端可拆卸地连接单颗粒微电极，所述单颗粒微电极与所述导电连...

【专利技术属性】
技术研发人员：李哲，左安昊，方儒卿，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：