[發明專利]一種原位電化學反應監測方法

在審

• 申請號: 202310372768.0
• 申請日: 2023-04-10
• 公開（公告）號: CN116642929A
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發明（設計）人: 邵瑞文;曲雙全;吳子祺;華澤;吳佳揚;杜建新;馬宏偉
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01N27/26
• 分類號: G01N27/26;G01N27/30;G01N3/00;G01N23/04;G01N23/20025
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本說明書實施例提供一種原位電化學反應監測方法，所述方法包括：將第一電極置于透射電子顯微鏡的支撐組件上；將第二電極置于樣品托的第一位置；移動所述支撐組件至所述第一位置，以使所述第一電極與所述第二電極發生電化學反應；移動所述支撐組件至所述樣品托的第二位置，所述第二位置設置有力學檢測組件或電學檢測組件；基于所述力學檢測組件或所述電學檢測組件，檢測經過所述電化學反應后的所述第一電極的力學參數或電學參數。

技術領域

本說明書涉及電化學反應技術領域，尤其涉及一種原位電化學反應監測方法。

背景技術

隨著科學技術和新能源的發展，電池成為各行各業中不可或缺的需求。對于電池內部充放電過程及電化學反應過程的研究，對于電池的發展和創新具有重要意義。進一步地，經過電化學反應過程后，電極的力學性能、電學性能等的變化規律，對于研究電極的動力學過程以及深入理解電池的工作機理等具有重要意義。傳統技術手段是通過拆解電池電極進行表征及研究，其得到的信息是非原位且滯后的。隨著電子透射顯微鏡技術的發展，目前有一些研究工作可以實現在電子透射顯微鏡中監測電化學反應過程。然而，對于電化學反應后電極的力學性能、電學性能等的變化，仍需要將樣品取出透射電子顯微鏡并通過其他測試設備實現。在將樣品取出透射電子顯微鏡的過程中，不僅容易損壞樣品，而且由于接觸外界環境，可能導致電極氧化或產生其他變化，進而引入不可控的變量，最終導致測試結果不準確、不可靠。

因此，有必要提供一種原位電化學反應監測方法，實現準確、可靠且便捷高效的原位電化學反應過程監測。

發明內容

本說明書實施例提供一種原位電化學反應監測方法，所述方法包括：將第一電極置于透射電子顯微鏡的支撐組件上；將第二電極置于樣品托的第一位置；移動所述支撐組件至所述第一位置，以使所述第一電極與所述第二電極發生電化學反應；移動所述支撐組件至所述樣品托的第二位置，所述第二位置設置有力學檢測組件或電學檢測組件；基于所述力學檢測組件或所述電學檢測組件，檢測經過所述電化學反應后的所述第一電極的力學參數或電學參數。

在一些實施例中，所述第一電極包括石墨、氧化釩、二硫化鉬、二硫化鉭或二氧化錳中的至少一種。

在一些實施例中，所述支撐組件包括金屬針尖。

在一些實施例中，所述第二電極包括固態鋰、固態鈉、固態鉀、固態鎂或固態鈣中的至少一種。

在一些實施例中，所述樣品托包括梳齒形樣品托。

在一些實施例中，所述力學檢測組件包括懸臂梁式力學檢測組件。

在一些實施例中，所述基于所述力學檢測組件或所述電學檢測組件，檢測經過所述電化學反應后的所述第一電極的力學參數或電學參數包括：通過所述支撐組件，向所述電化學反應后的所述第一電極施加力，施加力的過程中，所述第一電極與所述力學檢測組件接觸；施加力的過程中，基于所述力學檢測組件的形變信息，確定所述力的力學信息；基于所述力學信息，確定所述電化學反應后的所述第一電極的所述力學參數。

在一些實施例中，所述基于所述力學檢測組件或所述電學檢測組件，檢測經過所述電化學反應后的所述第一電極的力學參數或電學參數包括：通過所述支撐組件，向所述電化學反應后的所述第一電極施加力，施加力的過程中，所述第一電極與所述力學檢測組件接觸；施加力的過程中，通過所述透射電子顯微鏡采集成像信息；施加力的過程中，基于所述力學檢測組件的形變信息，確定所述力的力學信息；基于所述成像信息和所述力學信息，確定所述電化學反應后的所述第一電極的所述力學參數。

在一些實施例中，所述基于所述力學檢測組件或所述電學檢測組件，檢測經過所述電化學反應后的所述第一電極的力學參數或電學參數包括：通過所述透射電子顯微鏡發射的電子束，將所述第一電極焊接于所述第二位置處；基于所述電學檢測組件，向所述第一電極施加電流；施加電流的過程中，獲取所述電學檢測組件的電流信息；基于所述電流信息，確定所述電化學反應后的所述第一電極的所述電學參數。