详情

原文传递用于离子敏感固体接触电极的测量元件和离子敏感固体接触电极

专利名称：	用于离子敏感固体接触电极的测量元件和离子敏感固体接触电极
摘要：	本发明涉及一种用于测量测量介质(5)中的离子活度的离子敏感固体接触电极(1)的测量元件，以及具有这种测量元件的离子敏感固体接触电极和具有这种固体接触电极的电化学传感器，所述测量元件包括：离子敏感层(211)，所述离子敏感层在操作期间与测量介质(5)接触并且对锂离子具有传导性；和单相导电层(212)，其包括金属锂或锂‑(0)‑合金；其特征在于，所述测量元件(2)还包括固体电解质层(213)，所述固体电解质层布置在离子敏感层(211)和导电层(212)之间。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	瑞士;CH
申请人：	梅特勒-托莱多有限公司
发明人：	J·利蒙彼得森;A·鲁兹
专利状态：	有效
申请日期：	2017-10-13T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-18T00:00:00+0800
申请号：	CN201780063280.2
公开号：	CN109906374A
代理机构：	永新专利商标代理有限公司
代理人：	周家新
分类号：	G01N27/30(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	瑞士格赖芬塞
主权项：	1.一种用于测量测量介质(5)中的离子活度的离子敏感固体接触电极(1)的测量元件(2)，所述测量元件(2)包括：离子敏感层(211)，所述离子敏感层(211)在操作期间与测量介质(5)接触并且对锂离子具有传导性；单相导电层(212)，所述单相导电层(212)包括金属锂或锂-(0)-合金，其特征在于，测量元件(2)是固态测量元件，测量元件(2)还包括布置在离子敏感层(211)和导电层(212)之间的固态电解质层(213)。 2.根据权利要求1所述的测量元件，其特征在于，离子敏感层(211)包括离子敏感玻璃，所述离子敏感玻璃对锂离子具有传导性。 3.根据权利要求1或2所述的测量元件，其特征在于，单相导电层的锂-(0)-合金是单相锂-镁合金、锂-铜合金或其混合物。 4.根据权利要求3所述的测量元件，其特征在于，锂-(0)-合金是具有立方体心晶体结构的富锂的单相锂-镁合金。 5.根据权利要求1至4中任一项所述的测量元件，其特征在于，固态电解质层(213)包括以下锂离子传导性固态化合物中的一种或其混合物：例如为B2O3-Li2O的锂硼酸盐，例如为B2O3-0.8Li2O-0.8Li2SO4的锂硼酸硫酸盐(LiBSO)，例如为1/2×Li2O-BPO4、通常Li2O-B2O3-P2O5的锂硼磷酸盐(LiOP)，例如为Li5AlO4的锂铝酸盐，例如为Li2O-B2O3-SiO2的锂硼硅酸盐，例如为Li5GaO4的锂镓氧化物，例如为Li(4-3x)AlxGeO4的锂锗酸盐，氮化锂，例如为Li(1+x)Ti2SixP(3-x)O12或Li(1+x)MxTi(2-x)(PO4)3、其中M＝Al、Ga、Fe、Sc、In、Lu、Y、La的锂磷酸盐，例如为Li3PO4-xNx的锂-磷氮氧化物，例如为LiAlSi2O6、LiAlSiO4、Li9SiAlO8的锂硅酸铝酸盐，例如为Li2SiO4、Li4SiO4、Li2SiO3、Li2Si2O5的锂硅酸盐，例如为Li3.6Si0.6P0.4O4的锂硅磷酸盐，例如为Li4SiO4-x-Li3P4-yNx+y的锂-硅-磷氮氧化物，锂硫代锗酸盐，Li2GeS3，Li4GeS4，Li6GeS5，例如为Li2Zr(1-x)TixO3的锂钛酸盐，锂钒酸盐，例如为Li2S-SiS2-Li3PO4或Li7P3S11的锂化合物，例如为Li6ZnO4的锂-锌氧化物，例如为Li3.09BO2.53N0.52的硝化锂硼酸盐(Li-B-O-N)，例如为Li2S-GeS2的硫化物，和例如为Li10GeP2S12、Li3.25Ge0.25P0.75S4的硫代锂-锗化合物。 6.根据权利要求5所述的测量元件，其特征在于，固态电解质层(213)包括锂-磷氮氧化合物，例如Li3PO4-xNx。 7.根据权利要求1至6中任一项所述的测量元件，其特征在于，所述测量元件(2)还包括保护层(314、514)，所述保护层(314、514)施加至导电层作为针对环境影响的保护结构。 8.根据权利要求7所述的测量元件，其特征在于，保护层包括具有至少一个通孔接触部(436)的玻璃通孔晶片(432)。 9.根据权利要求8所述的测量元件，其特征在于，保护层还具有布置在玻璃通孔晶片(432)和导电层(212)之间的阻挡层(430)。 10.根据权利要求7所述的测量元件，其特征在于，保护层(514)设计为扩散阻挡层。 11.根据权利要求7至10中任一项所述的测量元件，其特征在于，保护层(314、514)和/或阻挡层(430)包括以下材料中的一种：玻璃、玻璃材料、氧化玻璃、锂-磷氮氧化物和/或具有电子传导性并且不与锂形成合金的金属或陶瓷材料以及它们的混合物。 12.根据权利要求1至11中任一项所述的测量元件，其特征在于，所述测量元件(2)还包括机械稳定的基板(318、418、518)，其中，所述机械稳定的基板(318、418、518)和离子敏感层(211)具有相近的膨胀系数。 13.根据权利要求12所述的测量元件，其特征在于，机械稳定的基板(318、418、518)包括以下材料中的一种或两种以上：金属、钢、陶瓷、玻璃、玻璃陶瓷、聚合化合物、纤维复合材料。 14.根据权利要求12所述的测量元件，其特征在于，机械稳定的基板(518)是电路板。 15.根据权利要求1至14中任一项所述的测量元件，其特征在于，所述测量元件还包括温度传感器(320、520)。 16.根据权利要求12至15中任一项所述的测量元件，其特征在于，所述测量元件(2)包括钝化层(316、516)，所述钝化层(316、516)覆盖保护层但未覆盖接触区域，其中，钝化层(316、516)布置在保护层(314、514)和机械稳定的基板(518)之间。 17.根据权利要求12至16中任一项所述的测量元件，其特征在于，所述测量元件(2)具有用于拾取测量信号的电接触结构(6、306、506)，所述接触结构布置在机械稳定的基板(318、418、518)的外侧表面上或形成在机械稳定的基板(318、418、518)的外侧表面中。 18.一种用于测量测量介质中的离子活度的离子敏感固体接触电极(1)，所述离子敏感固体接触电极具有根据前述权利要求中任一项所述的测量元件(2)。 19.一种用于测量测量介质中的离子活度的电化学传感器，所述电化学传感器具有根据权利要求18所述的离子敏感固体接触电极(1)和参比电极(8)。
所属类别：	发明专利