[發明專利]用于X射線實驗的原位電化學裝置和實驗方法

在審

• 申請號: 201710646958.1
• 申請日: 2017-08-01
• 公開（公告）號: CN109324110A
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 張杰男;呂迎春;李泓
• 申請（專利權）人: 中國科學院物理研究所
• 主分類號: G01N27/416
• 分類號: G01N27/416
• 代理公司: 北京市正見永申律師事務所 11497
• 代理人: 黃小臨;馮玉清

1.一種用于X射線實驗的原位電化學裝置，包括：

下底座(110)，包括具有中空圓柱形狀的主體部分(112)和從所述主體部分的下端向內延伸的延伸部(113)，所述延伸部用于支承X射線窗口層(101)；

上底座(120)，插入在所述下底座中并且壓在所述延伸部上的X射線窗口層上，所述上底座具有中空圓柱形狀以用于在其中空部分中在所述X射線窗口層上方容納電化學元件，使得所述電化學元件的一個電極電連接到所述下底座和所述上底座；

頂蓋(130)，密封所述上底座的上端并且與所述上底座電絕緣；以及導電彈簧(104)，設置在所述上底座的中空部分中在所述電化學元件上方，所述頂蓋擠壓所述導電彈簧以擠壓所述電化學元件，并且所述頂蓋通過所述導電彈簧電連接到所述電化學元件的另一個電極。

2.如權利要求1所述的原位電化學裝置，其中，所述上底座的下端表面中形成有凹槽，所述凹槽中容納有密封圈(122)。

3.如權利要求1所述的原位電化學裝置，其中，所述下底座的上端表面中形成有多個螺紋孔(111)，所述上底座的側壁上具有向外延伸的突出部(123)，所述突出部中形成有與所述多個螺紋孔對應的多個通孔，多個螺栓(124)穿過所述通孔安裝到所述螺紋孔中以固定所述下底座和所述上底座。

4.如權利要求1所述的原位電化學裝置，還包括螺紋連接件(105)，所述螺紋連接件由絕緣材料制成并且具有圓筒形狀，所述圓筒形狀的內表面通過螺紋連接到所述上底座，所述圓筒形狀的外表面通過螺紋連接到所述頂蓋。

5.如權利要求4所述的原位電化學裝置，其中，所述螺紋連接件的上表面突出得高于所述上底座的上端表面。

6.如權利要求1所述的原位電化學裝置，還包括絕緣柱(103)，設置在所述上底座的中空部分中在所述電化學元件上方且具有中空圓柱形狀，所述導電彈簧設置在所述絕緣柱的中空部分中。

7.如權利要求6所述的原位電化學裝置，其中，所述絕緣柱的上端表面突出得高于所述上底座的上端表面。

8.如權利要求1所述的原位電化學裝置，其中，所述電化學元件包括：

設置在所述X射線窗口層上的待測電極；

設置在所述待測電極上的隔膜；以及

設置在所述隔膜上的對電極片，

其中，所述待測電極、所述隔膜和所述對電極片的邊緣都支承在所述延伸部上。

9.如權利要求1所述的原位電化學裝置，其中，所述下底座的下端表面為向內凹陷的斜面。

10.如權利要求1所述的原位電化學裝置，還包括：

匹配部件，用于將所述下底座匹配安裝到X射線測試裝置。

11.如權利要求1所述的原位電化學裝置，其中，所述X射線窗口層由Be、B、C、Al、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn的單質或化合物制成，且具有10μm至1mm的厚度。

12.一種利用權利要求1的原位電化學裝置來進行X射線實驗的方法，包括：

制備電化學元件；

裝配所述原位電化學裝置；

利用匹配部件將所述原位電化學裝置與X射線測試裝置相連接，并且將所述下底座和所述頂蓋上的接線端子連接到外圍電路；以及

在通過所述外圍電路控制所述原位電化學裝置執行電化學反應的同時，利用所述X射線測試裝置執行X射線實驗。

13.如權利要求12所述的方法，其中，所述外圍電路包括可充放電電路、電化學工作站、阻抗譜儀、CV測試儀中的一種或多種。