单颗粒微电极反应池及其制作方法

本发明涉及微电极，特别是涉及单颗粒微电极反应池及其制作方法。

背景技术：

1、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。

2、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

1、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。

2、一种单颗粒微电极反应池，所述单颗粒微电极反应池包括：

3、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；

4、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；

5、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。

6、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。

7、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。

8、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。

9、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。

10、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。

11、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。

12、在其中一个实施例中，所述单颗粒微电极反应池包括：

13、第一注射器，所述第一注射器与所述注液孔装配连接；和/或，

14、第二注射器，所述第二注射器与所述排气孔装配连接。

15、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。

16、一种单颗粒微电极反应池的制作方法，包括如下步骤：

17、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；

18、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。

19、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。

技术特征：

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：

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接元件导电接触。

5.根据权利要求4所述的单颗粒微电极反应池，其特征在于，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。

6.根据权利要求5所述的单颗粒微电极反应池，其特征在于，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。

7.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。

8.根据权利要求7所述的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：

9.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。

10.一种如权利要求1-9中任一项中所述单颗粒微电极反应池的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明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。

技术研发人员：李哲,左安昊,方儒卿
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13