Viton O 形圈是原位电池单元内的主要隔离屏障，在不锈钢集流体和 PEEK 主体之间形成气密密封。当通过紧固螺钉压缩时，这些 O 形圈可有效阻止外部空气进入，从而建立精确测试所需的可控内部环境。
这些 O 形圈的最终功能是将内部水和氧含量维持在 0.1 ppm 以下，从而防止对空气敏感的硫化物固体电解质和锂金属负极的快速降解。
密封的机制
材料界面
O 形圈位于不锈钢集流体与PEEK（聚醚醚酮）主体相遇的关键连接处。
该界面是组装中最容易发生泄漏的点。O 形圈充当这两种刚性材料之间的柔性桥梁。
压缩机制
密封作用通过紧固螺钉激活。
拧紧这些螺钉时，它们会压缩 Viton O 形圈。这种压缩迫使 O 形圈变形并填充集流体和主体之间的任何微观间隙，从而形成气密锁。
保护敏感组件
阻止环境污染物
密封的主要作用是排除外部空气中的湿气和氧气。
即使是这些元素的痕量也会毁坏固态电池实验。Viton O 形圈的额定值为将内部气氛维持在低于0.1 百万分率 (ppm) 的水平。
保持电解质完整性
这种高水平的隔离并非随意；它是硫化物固体电解质的化学必需品。
硫化物基材料以其对空气的敏感性而闻名。如果没有 O 形圈提供的牢固密封，这些电解质会立即与大气中的湿气发生反应，导致材料降解和数据无效。
屏蔽负极
密封为锂金属负极提供了同等的保护。
锂金属对氧气和水具有高度反应性。O 形圈建立的气密环境可防止锂的表面钝化或腐蚀，确保观察到的电化学行为是真实的。
操作依赖性
依赖机械扭矩
Viton O 形圈的有效性完全取决于紧固螺钉施加的压缩力。
如果螺钉拧得过松，O 形圈将不会充分变形以达到 0.1 ppm 的阈值。反之，不均匀的拧紧可能会产生允许外部空气绕过密封的间隙。
材料兼容性
该系统在此应用中专门依赖Viton。
虽然主要参考资料侧重于密封能力，但 Viton 的选择暗示需要一种足够耐用的材料，能够承受将不锈钢与 PEEK 密封所需的压缩而不会随着时间的推移而失效。
确保实验有效性
如果您的主要关注点是数据准确性：
- 在信任任何电化学结果之前，请验证内部环境的水和氧含量是否始终低于0.1 ppm。
如果您的主要关注点是设备组装：
- 确保紧固螺钉已充分拧紧，以将 Viton O 形圈充分压缩到不锈钢和 PEEK 组件上。
如果您的主要关注点是材料寿命：
- 依靠 O 形圈密封来保护硫化物固体电解质和锂金属负极免受大气即时降解。
Viton O 形圈不仅仅是一个垫片；它是将机械组件转化为化学隔离反应器的决定性组件。
总结表：
| 特征 | 在原位单元中的功能 | 主要优势 |
|---|---|---|
| 材料 | Viton O 形圈 | 高耐久性气密密封屏障 |
| 界面 | 不锈钢到 PEEK | 桥接刚性材料以防止泄漏 |
| 阈值 | < 0.1 ppm H2O/O2 | 防止对空气敏感的硫化物降解 |
| 机制 | 螺钉压缩 | 使 O 形圈变形以填充微观间隙 |
| 保护 | 负极和电解质屏蔽 | 确保电化学数据完整性 |
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参考文献
- Jean‐Marc von Mentlen, Christian Prehal. Operando Scanning SAXS/WAXS Cell Design for Multiscale Analysis of All‐Solid‐State Battery Systems. DOI: 10.1002/batt.202500428
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
