一种适用于小角散射表征的原位电化学装置

本发明涉及实验设备，特别涉及一种适用于小角散射表征的原位电化学装置。

背景技术：

1、新能源领域中溶液纳米结构的原位动态表征，对锂电池、液流电池等核心器件的性能优化与产业化应用具有重要意义。这类纳米结构的变化直接影响电化学反应效率与器件稳定性，但其原位监测需依托兼具电化学功能与小角散射适配性的专用装置，现有设备难以满足协同测试需求。

2、目前常用的原位电化学表征装置存在诸多不足：外壳多采用特种合金，需复杂精密加工，制备繁琐且成本高昂；耐腐蚀性有限，难以适配多样化电解液测试；集流体材质固定，兼容性差；无法同步捕捉电化学反应过程中溶液纳米结构的动态变化，影响测试结果可靠性。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种适用于小角散射表征的原位电化学装置。

2、根据本发明实施例的适用于小角散射表征的原位电化学装置，具有两两垂直的第一方向、第二方向和第三方向，包括：

3、底座，设有贯穿孔、连接通道和两个样品池，两个所述样品池沿所述第二方向间隔设置，所述连接通道沿所述第二方向延伸，所述连接通道的两端分别与两个所述样品池连通，所述贯穿孔沿所述第一方向贯穿所述底座，所述贯穿孔具有与所述连接通道的部分重合的重合区域；

4、集流组件，包括两个集流体，两个所述集流体分别设于两个所述样品池内；

5、透明管，设于所述连接通道内且沿所述第二方向延伸，所述透明管的部分设置于所述重合区域，所述透明管的两端分别与两个所述样品池密封连通。

6、根据本发明实施例的适用于小角散射表征的原位电化学装置，至少具有如下技术效果：使用时，将两个集流体电性连接至电化学工作站，将x射线发射器和2d探测器分别置于贯穿孔的两侧；进行测试时，向样品池注入电解液，控制电化学工作站以一定的电压参数和扫描频率对集流组件供电，并启动x射线发射器和2d探测器，使得x射线发射器发出的x射线能于重合区域穿过透明管和透明管内的电解液后抵达2d探测器，2d探测器实时接收散射信号，能够同步捕捉电化学反应过程中溶液纳米结构的动态变化，获取电化学反应进程与电解液纳米结构变化数据。

7、根据本发明的一些实施例，所述样品池沿所述第三方向的一端设有敞开口；所述适用于小角散射表征的原位电化学装置还包括顶盖，所述顶盖可拆卸地连接于所述底座沿所述第三方向的一端，所述顶盖盖设于所述敞开口。

8、根据本发明的一些实施例，所述连接通道位于所述样品池沿所述第三方向背离所述敞开口的一端，所述样品池具有主腔体和浸没层，所述主腔体与所述连接通道齐平，所述浸没层设于所述主腔体与所述敞开口之间。

9、根据本发明的一些实施例，所述样品池沿所述第一方向的尺寸大于所述连接通道，所述样品池具有与所述连接通道连通的收拢部，沿所述第二方向向背离所述连接通道的一侧，所述收拢部沿所述第一方向的尺寸逐渐增大。

10、根据本发明的一些实施例，所述样品池沿所述第三方向背离所述敞开口的一端设有池底壁，所述池底壁设有嵌入槽，所述集流体设于所述嵌入槽内。

11、根据本发明的一些实施例，所述集流体为具有头部和尾部的螺栓，所述嵌入槽沿所述第三方向背离所述样品池的一侧设有安装通孔，所述头部设于所述嵌入槽内，所述尾部贯穿所述安装通孔，所述底座的外侧设有螺母，所述尾部与所述螺母螺纹连接。

12、根据本发明的一些实施例，沿所述第三方向在垂直于所述第三方向的投影面上，所述嵌入槽的投影最大内接于所述样品池的周壁。

13、根据本发明的一些实施例，所述透明管与所述底座可拆连接，所述集流体与所述底座可拆连接。

14、根据本发明的一些实施例，所述透明管为石英管，所述底座为聚四氟乙烯构件。

15、根据本发明的一些实施例，所述贯穿孔具有入射端和出射端，所述底座具有避让缺口，所述避让缺口与所述出射端连通，沿所述第一方向向背离所述贯穿孔的一侧，所述避让缺口的沿所述第二方向的尺寸逐渐增大。

16、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

1.一种适用于小角散射表征的原位电化学装置（100），具有两两垂直的第一方向（x）、第二方向（y）和第三方向（z），其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的适用于小角散射表征的原位电化学装置（100），其特征在于：所述样品池（130）沿所述第三方向（z）的一端设有敞开口；所述适用于小角散射表征的原位电化学装置（100）还包括顶盖（200），所述顶盖（200）可拆卸地连接于所述底座（190）沿所述第三方向（z）的一端，所述顶盖（200）盖设于所述敞开口。

3.根据权利要求2所述的适用于小角散射表征的原位电化学装置（100），其特征在于：所述连接通道（150）位于所述样品池（130）沿所述第三方向（z）背离所述敞开口的一端，所述样品池（130）具有主腔体（131）和浸没层（132），所述主腔体（131）与所述连接通道（150）齐平，所述浸没层（132）设于所述主腔体（131）与所述敞开口之间。

4.根据权利要求3所述的适用于小角散射表征的原位电化学装置（100），其特征在于：所述样品池（130）沿所述第一方向（x）的尺寸大于所述连接通道（150），所述样品池（130）具有与所述连接通道（150）连通的收拢部，沿所述第二方向（y）向背离所述连接通道（150）的一侧，所述收拢部沿所述第一方向（x）的尺寸逐渐增大。

5.根据权利要求4所述的适用于小角散射表征的原位电化学装置（100），其特征在于：所述样品池（130）沿所述第三方向（z）背离所述敞开口的一端设有池底壁，所述池底壁设有嵌入槽（140），所述集流体（300）设于所述嵌入槽（140）内。

6.根据权利要求5所述的适用于小角散射表征的原位电化学装置（100），其特征在于：所述集流体（300）为具有头部（310）和尾部（320）的螺栓，所述嵌入槽（140）沿所述第三方向（z）背离所述样品池（130）的一侧设有安装通孔（141），所述头部（310）设于所述嵌入槽（140）内，所述尾部（320）贯穿所述安装通孔（141），所述底座（190）的外侧设有螺母（330），所述尾部（320）与所述螺母（330）螺纹连接。

7.根据权利要求5所述的适用于小角散射表征的原位电化学装置（100），其特征在于：沿所述第三方向（z）在垂直于所述第三方向（z）的投影面上，所述嵌入槽（140）的投影最大内接于所述样品池（130）的周壁。

8.根据权利要求1所述的适用于小角散射表征的原位电化学装置（100），其特征在于：所述透明管（160）与所述底座（190）可拆连接，所述集流体（300）与所述底座（190）可拆连接。

9.根据权利要求1所述的适用于小角散射表征的原位电化学装置（100），其特征在于：所述透明管（160）为石英管，所述底座（190）为聚四氟乙烯构件。

10.根据权利要求1所述的适用于小角散射表征的原位电化学装置（100），其特征在于：所述贯穿孔（110）具有入射端和出射端，所述底座（190）具有避让缺口（120），所述避让缺口（120）与所述出射端连通，沿所述第一方向（x）向背离所述贯穿孔（110）的一侧，所述避让缺口（120）的沿所述第二方向（y）的尺寸逐渐增大。