電極的案例
焊工焊接過程中出現粘電極是什么原因
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粘電極是焊工點焊時，電極與零件形成非正常焊接而產生的電極與零件的粘連現象，嚴重時造成電極被拔出，冷卻水流使零件生銹。
焊接過程中出現粘電極主要有四種原因：兩電極工作面不平行、電極工作面粗糙、電極壓力不足和焊冷卻出口的水管接反或冷卻水循環受阻。
1、兩電極工作面不平行
當兩電極的工作面不平行時，會造成電極工作面與零件局部接觸，電極與零件的接觸電阻增大，焊接回路的電流有所下降。
當電流集中于局部接觸點，接觸點的電流密度大于正常焊接時電極工作面的電流密度時，接觸點的溫度升高到電極與零件的可焊接溫度，就會形成電極與零件的熔合。
2、電極工作面粗糙
電極工作面與零件不能完全貼合，只有突出的一些部位與零件接觸，這種情況同樣會造成兩電極工作面不平行，出現粘電極現象。
3、電極壓力不足
接觸電阻與壓力成反比，電極壓力不足造成電極與零件之間接觸電阻增大，接觸部位電阻熱增加，使得電極與零件接觸面的溫度升高到可焊溫度，從而形成電極與零件熔合連接。
4、焊冷卻出口的水管接反或冷卻水循環受阻
焊冷卻出口的水管接反或冷卻水循環受阻，電極溫度升高，在連續點焊時可造成電極與零件的熔合連接。
以上四種情況都容易導致電極與零件熔合連接，出現粘電極現象。
展開 Lumerical案例 | 具有分布式電極的行波調制器
以下是系統建模：
TW調制器波導電極模型
在文件TWM_modeling_electrodes.icp中，光學調制器直接由NRZ電信號驅動，然而，光學調制器本身的電極類型設置為“traveling wave”，以下為系統建模：
TW調制器系統模型
系統建模結果
TW調制器波導電極系統
對于TW調制器波導電極系統，當元件TW_1被禁用時，系統的驅動電信號和眼圖如下所示：
驅動信號，行波電極禁用
眼圖，行波電極禁用
啟用行波電極后，波導后的電信號波形會產生濾波效應，因此系統的眼圖會因時序抖動和噪聲效應而惡化。行波電極波導的折射率失配為delta_n=0.1，微波損耗為1080dB/m。行波電極的標準參數設置為：
驅動電信號和啟用了行波電極的系統眼圖如下所示：
使用行波電極的驅動信號（Δn=0.1，微波損耗=1080dB/m）
帶有行波電極的眼圖（Δn=0.1，微波損耗=1080dB/m）
當"微波損耗"設置為0dB/m，且存在0.1的折射率失配時，波導后的波形和系統的眼圖與禁用行波電極時相比，只有輕微的差異。
使用行波電極的驅動信號（Δn=0.1，微波損耗=0dB/m）
帶有行波電極的眼圖（Δn=0.1，微波損耗=0dB/m）
TW調制器建模電極系統
對于TW調制器建模電極系統，其工作原理與行波波導相同。將調制器的電極類型設置為"行波"，并采用以下參數設置，系統生成的波形和眼圖趨勢相同。本例中的折射率失配為delta_n=1，微波損耗為0dB/m。
展開 Lumerical案例 | 內置直流偏置電極的薄膜鈮酸鋰行波調制器
因此，這將導致兩種設計，分別歸類為信號電極分離（s-sep）結構和地電極分離（g-sep）結構，如圖2所示。圖2a展示了整個TFLN調制器的3D示意圖。基本上，它采用TFLN MZM結構，在硅基板上采用推挽配置的周期性電容加載行波（CLTW）電極。與傳統的行波電極相比，CLTW電極提供更寬的信號電極，以實現更低的微波損耗，同時仍保持較小的電極間隙。因此，采用CLTW結構的調制器可以在保持相同調制效率的同時實現較大的EO帶寬。具體來說，該器件是在由400nm厚TFLN層、3μm厚埋氧化物層和525μm厚Si襯底層組成的x-cut絕緣上鈮酸鋰（LNOI）晶圓制造的。調制部分的TFLN波導具有200nm的脊高和1.5μm的寬度。該設備采用光柵耦合器（GCs）作為光纖與芯片的接口，并使用多模干涉耦合器作為3dB光束分離器和合束器。圖2c,e展示了調制部分的橫截面結構。信號電極（S）或接地電極（G），即共面線微波波導的s-sep或g-sep結構，分別通過SiO?絕緣層垂直分割為兩部分。這里的底部電極被視為偏置電極。調制交流信號（即 ）可施加于頂部信號電極與接地電極之間，同時直流偏置信號（即 ）可施加于偏置電極與接地電極之間。在此配置中，通常可將50Ω電阻連接至頂部電極以終止 ，確保調制信號正常工作。另一方面， 將保持開路狀態，這種純電容負載可確保直流偏置功耗接近于零。這構成了所提結構的主要優勢。T-segment金屬層與偏置電極的厚度均設定為m=200nm。頂部電極厚度設定為t=900nm，由此未分離電極的總厚度為1.1μm。用于分離頂部電極與偏置電極的SiO?絕緣層厚度為n=200nm。為了確保低金屬吸收損耗，電極置于厚度f=900nm的SiO?包層上方，間隙g=1.8μm。信號電極寬度w=80μm，足夠寬以確保低微波損耗。
展開 硬菜系列之UG編程電極拆解步驟技巧講解
1.當電極輸出后要訂出電極坯料，以防多個電極備料時不能一一對應，導致電極坯料與電極不合（可以根據坯料大小的矩形體與電極相對檢查）。
2.對于小模原則上均需粗、精公 ,一塊粗公可打四處，一塊精公可打二處。對于大模應考慮CNC加工程度，用量較大或精度要求高處均一個地方需一塊精公一塊粗公。
3.電極一般粗公單邊-0.2mm火花位，精公單邊-0.1mm火花位。當筋條銅公小端小于0.8mm 時僅精公單邊-0.07mm火花位 。
4.對于螺釘孔的確認可以用25mm的倍數來定。非標準料時要注明外協訂料。有后續工序的一定要注出工序內容，以便電極加工者清楚。
展開 
浙大汪浩教授課題組 Biomaterials：一種新型多模態水凝膠皮層電極
圖二，水凝膠電極記錄到的電信號質量和金屬電極高度相似
該PVA-ACSF水凝膠電極可記錄到具有高度時空分辨率的高質量皮層神經電信號。
圖三，金屬和凝膠電極埋置98天后電極及周圍血管形態變化
經過98天的長時間埋置后評估，該電極及其周圍區域的血管增生形變以及膠質細胞增生情況要顯著少于金屬電極。
圖四，水凝膠皮層電極可實現雙光子鈣成像和電信號同步記錄
結合PVA-ACSF水凝膠在光學成像常用波長的高度透光性，通過雙光子顯微鏡采集電極點下方神經元鈣信號和血管信號的同時也在體記錄了神經元活動的電信號，這種多模態聯合實驗可以從多維度同時觀察解析小鼠不同生理或者病理狀態下的神經元活動和血管的動態變化，對于研究腦區互作或者神經血管互作的機制等提供了新的思路與方法。
圖五，水凝膠皮層電極不影響MRI成像（不會像右方的金屬電極產生很大的偽影）
最后基于PVA-ACSF水凝膠的化學構成和腦組織高度相似性，顯示水凝膠電極不影響MRI核磁成像。綜上這種新型的PVA-ACSF水凝膠電極不僅有巨大的臨床應用潛力，它的高度透光性以及核磁兼容性等特點使它可以和光學成像，核磁成像以及光遺傳學等先進技術相配合，為基礎研究提供更多的選擇與可能性。本文的第一作者為浙江大學醫學院博士后王曉萌，共同第一作者為浙江大學醫學院博士生王夢琪和哈佛大學博士生盛昊。浙江大學生儀學院博士生朱亮為本文做出了重要貢獻。
展開 浙大汪浩教授課題組 Biomaterials：一種新型多模態水凝膠皮層電極
圖二，水凝膠電極記錄到的電信號質量和金屬電極高度相似
該PVA-ACSF水凝膠電極可記錄到具有高度時空分辨率的高質量皮層神經電信號。
圖三，金屬和凝膠電極埋置98天后電極及周圍血管形態變化
經過98天的長時間埋置后評估，該電極及其周圍區域的血管增生形變以及膠質細胞增生情況要顯著少于金屬電極。
圖四，水凝膠皮層電極可實現雙光子鈣成像和電信號同步記錄
結合PVA-ACSF水凝膠在光學成像常用波長的高度透光性，通過雙光子顯微鏡采集電極點下方神經元鈣信號和血管信號的同時也在體記錄了神經元活動的電信號，這種多模態聯合實驗可以從多維度同時觀察解析小鼠不同生理或者病理狀態下的神經元活動和血管的動態變化，對于研究腦區互作或者神經血管互作的機制等提供了新的思路與方法。
圖五，水凝膠皮層電極不影響MRI成像（不會像右方的金屬電極產生很大的偽影）
最后基于PVA-ACSF水凝膠的化學構成和腦組織高度相似性，顯示水凝膠電極不影響MRI核磁成像。綜上這種新型的PVA-ACSF水凝膠電極不僅有巨大的臨床應用潛力，它的高度透光性以及核磁兼容性等特點使它可以和光學成像，核磁成像以及光遺傳學等先進技術相配合，為基礎研究提供更多的選擇與可能性。本文的第一作者為浙江大學醫學院博士后王曉萌，共同第一作者為浙江大學醫學院博士生王夢琪和哈佛大學博士生盛昊。浙江大學生儀學院博士生朱亮為本文做出了重要貢獻。
展開 《自然·通訊》嵌段共聚物制備的多孔碳纖維贗電容電極
整個電極的活性物質（包括碳纖維和MnO2質量）高達7 mg/cm2, 具備商業應用潛力。氮氣物理吸附測試顯示沉積MnO2兩小時后，介孔尺寸從11.7納米減至9.3納米（圖2b），表明MnO2納米片在介孔內部沉積的厚度小于2納米。由于介孔暢通而未被MnO2阻塞，保證了整個電極較低的離子傳輸阻力（2 Ω s0.5），遠低于其他MnO2電極（圖2c）。得益于電極高載量和極低的電荷傳導阻力，MnO2納米片-多孔碳纖維電極的質量比電容和面積比電容均高于其他相近載量的MnO2贗電容電極（圖2d）。
圖2.（a）MnO2附著在多孔碳纖維上（PCF@MnO2）的掃描電鏡（SEM）圖片。左下方SEM圖片為介孔碳納米纖維橫截面形貌；（b）多孔碳纖維以及PCF@MnO2孔徑分布；（c）PCF@MnO2及其他MnO2贗電容電極的離子傳遞阻力的比較；（d）PCF@MnO2及其他MnO2贗電容電極電極載量、面積比電容和質量比電容的比較。空心和實心數據點分別代表基于總電極質量和僅MnO2質量的比電容。
本工作展示了嵌段共聚物所制備的多孔碳纖維在贗電容電容器中的巨大潛力。該碳纖維還有望在其他領域中大放異彩。
全文鏈接
https://www.nature.com/articles/s41467-019-08644-w
來源：高分子科學前沿
展開 自編織納米網，打造抗沖擊柔性電極！
相較之下，碳纖維布作為傳統電極材料同樣具有柔性，然而在接受42 kJ/m2的沖擊后便破碎解體。這體現了PEDOT作為有機聚合物，其柔性與范性有助于提高抗沖擊性能。
圖2. 水平取向PEDOT納米纖維網的自編織合成機理及結構表征
圖3. 水平取向PEDOT納米纖維網電極的結晶性、導電性及抗沖擊性能測試
圖4. 基于水平取向PEDOT納米纖維網的超級電容器的電化學表征以及抗沖擊性能研究
圖5. 基于水平取向PEDOT納米纖維網的超級電容器的柔性測試與電化學表征
隨后，這種PEDOT納米網作為電極以及活性物質被用于抗沖擊柔性超級電容器的制造。由于納米級別的網絡提供了大量表面積用于儲存電荷，所得的超級電容器的能量密度（最高5.7W h kg-1）、功率密度（最高48kW kg-1）與比電容（164F/g）高于以往基于PEDOT的柔性超級電容器(比電容約120F/g)。超級電容器在彎曲0°至150°時仍正常工作，在經受125 kJ/m2的沖擊后仍能充放電超過10,000周。在遭受40次125 kJ/m2的沖擊后，比電容衰減僅為6%。
相較之下，由具有垂直取向的PEDOT納米纖維膜制成的超級電容器在經歷125 kJ/m2沖擊40次后比容量衰減為水平取向PEDOT納米纖維網器件的三倍（18%）。對比沖擊前后的電極形貌變化，垂直取向的納米纖維產生了明顯形變 — 納米結構被壓成了一張無明顯形貌的“餅”，損失了較多電極的表面積；而垂直取向的納米纖維在沖擊后并無明顯形貌變化，仍然具有豐富的電極表面及纖維間孔道用于儲存能量。這解釋了為何水平取向的納米網電極具有的優越的抗沖擊性。
展開 郭傳飛、任志鋒《先進功能材料》綜述: 柔性電子學—可拉伸電極及其未來
文章從結構設計的角度介紹了基于剪紙藝術設計策略的新型可拉伸透明電極材料的最新研究進展及應用，涵蓋了電子皮膚、植入式可降解電子材料以及仿生軟體機器人等領域。
柔性電子學作為一種新興的具有廣闊應用前景的研究科學，將研制可在高應力狀態下工作的高性能柔性電子材料帶入了人們的視野。透明電極被廣泛應用于各類電子產品中。最常見的透明電極材料是摻雜的氧化物半導體薄膜（如氧化銦錫，ITO），其良好的光學透光率和導電性使其在光電子顯示領域占據了數十年的主導地位。然而，傳統的ITO薄膜無法滿足未來可穿戴柔性電子產品對力學柔性要求。應用于彈性體襯底上的透明柔性電極（FTEs）在使用過程中需要承受彎曲、折疊、扭曲，甚至拉伸等大應變形變模式，對材料的力學性能提出了更高的要求。
近年來，可拉伸電極的研究發展推動了可穿戴電子產品、電子皮膚、可植入醫療電子設備、軟體機器人、以及新型柔性人機界面等領域的興起。這些具有良好力學柔性和生物相容性的電子產品在人體健康監測和生物醫療領域中發揮著越來越重要的作用，并將極大改善現有的醫療健康體系并徹底改變人類與電子產品之間的關系。研究人員研制報道的各類仿生軟體機器人具有類似皮膚的柔性傳感功能和類似肌肉組織的軟體驅動器，可通過柔性人機界面與人類和周圍環境進行友好的實時互動，從而實現完整的“人-機”互動反饋體系（圖1）。隨著可穿戴和可植入式電子設備的出現，以及對智能軟體機器人不斷增長的需求，學術界和工業界已將目光投向了研制開發同時具有優異力學柔性和電學特性的功能電子材料，而可拉伸電極材料是基礎關鍵。
圖1 柔性電極、柔性電子設備和軟體機器人之間關系的示意圖
文章系統比較了不同電極材料的光電性能和力學性能，并對常用電極材料的優缺點進行了評述。
展開 3D打印超級電容電極，性能與穩定性均強過以往
UCSC 研究生 Bin Yao 表示，在傳統超級電容工藝中，由于電極涂層厚度會影響性能，因此廠商都是運用非常薄的涂層與金屬來打造集電器，再以一層層堆棧方式來制造電容，只不過這樣反而增加重量與成本。
若使用團隊的新研究便能略過堆棧過程，研究員設計的多孔石墨烯氣凝膠晶格電極，除了能讓氧化錳材料均勻沉積、有效提升充放電的離子擴散效率，新方法還可以在不減少性能的情況下將電極厚度增加到 4mm。
Yat Li 表示，實驗測試指出，新型電容電極的每單位儲存電荷量已超過以往的研究。而這項研究最主要的創新在于可利用 3D 打印來制造電極結構，且新型電極的穩定性也相當高，在 2 萬次充放電循環后容量仍可維持 90%，3D 打印的石墨烯氣凝膠電極設計靈活度也非常高，甚至可以印刷成任何形狀，有望提升超級電容的應用范圍，目前團隊已將研究發表在《Joule》。
展開 南洋理工陳曉東/蘇大張克勤/深圳先進院劉志遠《ACS Nano》高度熱濕舒適和保形絲基電極用于具有耐汗功能的皮膚傳感器
(c) 光學顯微鏡圖像顯示絲基電極對人體皮膚不規則結構的適應性。（d）與商業凝膠電極和絲金電極相比，絲基電極的皮膚界面阻抗。(e) 運動前后由絲綢電極和商用電極記錄的心電圖信號。(f) 運動前后皮膚上各種電極的光學和紅外照片，以證明絲基電極的良好熱傳遞。(g) 佩戴電極時皮膚的中心溫度變化與運動后周圍裸露皮膚的溫度相比。
【總結】
團隊已經通過電紡絲蛋白纖維墊的甘油塑化展示了基于絲綢的、高度熱濕舒適的、具有耐汗性的保形電極。該具有隨機取向纖維的絲基電極由于其多孔結構和拉伸過程中的纖維重新排列而顯示出更高的電拉伸性。更重要的是，
該電極具有較高的熱濕舒適性、較低的絕熱性、低蒸發阻力和較高的水蒸氣滲透率。這些特性使我們的基于絲綢的電極對于電生理信號檢測（例如運動后平靜和出汗情況下的心電圖記錄）非常可靠。
此外，基于絲綢的電極不會阻止汗液的滲透和蒸發。幾乎沒有觀察到皮膚對局部體溫的調節受到干擾。這些結果表明，該基于絲的電極具有優異的生理舒適性，并且可能在具有耐汗性的基于生物材料的可穿戴和親膚電子產品方面取得更多進展。
參考文獻
：
doi.org/10.1021/acsnano.1c01431
版權聲明：
「
高分子材料科學
」旨在分享學習交流高分子聚合物材料學等領域的研究進展。編輯水平有限
，
上述僅代表個人觀點。投稿，薦稿或合作請后臺聯系編輯。感謝各位關注！
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：提出皮膚-電極界面傳感模式
該團隊提出了“皮膚-電極界面傳感模式”，通過簡單地在皮膚表面貼附電極即可實現高靈敏度、高分辨率的觸覺傳感功能，為人體表皮傳感技術和可穿戴電子技術領域提供了一種全新的思路，相關論文以“Skin-Electrode Iontronic Interface for Mechanosensing”為題發表在學術期刊Nature Communications。
人體皮膚具有觸覺感知功能，可以感受到外界的力刺激，是人類與外界交互的重要器官。然而，一部分人群可能因為患病或神經受損等原因喪失部分觸覺功能，因此，需要開發一種表皮傳感器件，幫助觸覺功能障礙的人群恢復觸覺。除了以上需求，人類還需要表皮電子器件或可穿戴設備采集人體生理信號，以實時監測人體健康狀態。但已有的傳感器通常為多層結構，其中一種靈敏度極高的離-電型器件通常需要用到一層離子凝膠或水凝膠材料，這層離子材料可以和電極之間形成雙電層，從而提供極高的界面電容密度。但是，離子凝膠往往具有毒性，而水凝膠則容易脫水。此外，多層的器件結構難以在皮膚上長期穩定貼附，透氣性不好，可能會帶來皮膚炎癥等問題。因此，在人體表面貼附電子皮膚往往不具有實用性。
研究團隊提出的“皮膚-電極界面傳感”概念，直接用人體皮膚作為觸覺傳感器的活性材料。人體皮膚是一種天然水凝膠，它能長期保持穩定的離子導電性。通常，人體皮膚表面的多孔角質層和汗液形成一層天然的含水多孔結構。當電極與皮膚接觸時，電極中的自由電子和皮膚汗液里的離子可形成離-電界面，其電容的大小由電極和皮膚的接觸面積決定。因此，在上述電極中引入微結構，其受壓電極和皮膚之間發生接觸面積變化，通過測量電容即可獲取壓力信息。
展開 小熊軟糖上打印的微電極陣列：有望帶來新型醫療診斷工具！
導讀
近日，德國慕尼黑工業大學（TUM）的一支科研團隊成功地將電極直接打印到幾種柔性基底上，例如小熊軟糖。
背景
微電極，可用于直接測量大腦或心臟中的電信號。然而，這些應用需要柔性材料。但是，通過現有的方法將電極粘貼到這些柔性材料上，非常具有挑戰性。
（圖片來源：阿卜杜拉國王科技大學）
創新
近日，德國慕尼黑工業大學（TUM）的一支科研團隊成功地將電極直接打印到幾種柔性基底上。慕尼黑工業大學和于利希研究中心的研究人員展開合作，成功地在小熊軟糖上進行噴墨打印。一開始聽上去可能像是科學家們在玩耍，但是實際上它為醫療診斷方面的重大轉變指明了一條道路。
（圖片來源: N. Adly / TUM）
技術
首先，Bernhard Wolfrum 教授的團隊并不是將圖案或者商標打印到軟糖上，而是一個微電極陣列。這些元件由大量的電極組成。例如，這些電極能夠檢測神經元或者肌肉細胞活動引起的電壓變化。
其次，當在活細胞中使用微電極陣列時，小熊軟糖具有一種重要的特性：柔軟。微電極陣列已經存在很長一段時間了。它們的初始形式是由硬質材料例如硅組成。當它們與活細胞接觸時，會帶來一些缺點。例如，在實驗中，它們的硬度會影響細胞的形狀和組織。而且，在身體內，硬質材料可以引發感染或器官功能的喪失。
當將電極放置在柔性材料上時，這些問題將得以避免。這種類型的解決方案引發了密集的研究。到目前為止，大多數方案采用傳統的方法，不僅會耗費大量時間，還需要昂貴的專業實驗器材。
TUM 納米電子學教授 Bernhard Wolfrum 表示：“如果你用打印電極的方法來替代傳統方法，那么就可以相對快速且便宜地生產電極。如果你需要重做時，同樣也適用。這種快速成形使我們能以全新的方式工作。”
Wolfrum 和他的而團隊采用了高科技版的噴墨打印機。
展開 ：原子層沉積賦予水系轉化反應電極超長循環壽命
（a）純Fe3O4電極在不同掃速下的循環伏安曲線；（b）Fe3O4@10TiO2復合電極在不同掃速下的循環伏安曲線。不同TiO2殼層厚度的復合電極的（c）充放電曲線；（d）循環性能圖。
圖4：V2O3@C// Fe3O4@TiO2準固態混合超級電容器的電化學性能。（a）示意圖；（b）截面結構；（c）循環伏安曲線；（d）倍率性能圖；（e）不同電流密度下的充放電曲線；（f）Ragone圖。
圖5:V2O3@C//Fe3O4@TiO2準固態混合超級電容器（a）在100 mV s-1時的循環伏安曲線，其中陰影部分代表非擴散控制部分的貢獻；存儲電量隨（b）溫度，（c）不同彎曲程度的變化圖。
【總結】
利用ALD技術沉積均勻、厚度可控的TiO2殼層，得到的最佳厚度Fe3O4@10TiO2復合電極，循環性能較純Fe3O4電極大幅提高。進一步組裝的柔性準固態混合超級電容器亦表現出優異的電化學性能。該工作提出了一種普適的“原子層沉積氧化鈦殼層保護”的策略，對從根本上改變其它在水系電解液中不穩定的金屬氧化物和金屬化合物電極材料穩定性提供了很好的借鑒意義。
展開 UG編程電極加工粗幼一體公的設計方式
在UG編程拆電極的過程中，技巧和方法是多種多樣，今天給大家分享一下粗幼一體公的設計方法，非常的實用！希望大家可以喜歡！
上圖是一個行位，紅色部分是需要拆電極的位置！
上圖是一般的拆電極方式，然后開料做一粗一幼兩個電極！
上圖為粗幼一體公的設計方式，把放電區域前移11MM，避空底部，放電部分分開兩份
如上圖，加上基座后，先加工的部分為粗公，加工后再往前移動11MM，變成幼公二次放電！電極設計好后一定要刻好字碼，R代表粗公，F代表幼公，方便區分！開料只需要一份銅料！
如上圖，CNC加工的時候，把字碼刻好！粗公的部分放粗公的火花位，幼公部分放幼公的火花位！
總結：粗幼一體公的實際大小和最初設計的電極大小區別不大，但卻節省了很多材料成本，加工工藝也優化很多，一次性做好兩個電極，加工效率提高很多！
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