一種新型複合電極及其製備方法
2023-10-04 08:02:54 1
一種新型複合電極及其製備方法
【專利摘要】本發明涉及電源結構部件及製造【技術領域】，具體公開了一種新型複合電極及其製備方法。複合電極，該電極包括複合電極材料和電極集流體，其中，複合電極材料通過壓制或粘附著在經過電化學處理的、具有蜂窩狀結構的電極集流體表面。複合電極及其製備方法結合了超級電容器電極比功率高和鋅銀電池電極能量大的優勢，克服了鋅銀電池因12～20C電流脈衝放電時引起壓降，減少鋅銀電池正、負極材料質量的30%，體積的20%，提高了電極的綜合性能。
【專利說明】一種新型複合電極及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於電源結構部件及其製造【技術領域】，具體涉及一種新型複合電極及其製備方法。
【背景技術】
[0002]電極是決定電池性能的首要因素，主要由電池活性物質和電容材料以及集流體(亦稱骨架或導電網)，其中電極集流體起傳導電子和均勻分布電流的作用，集流體表面處理、與活性材料的相容性、導電性對電極的性狀有著關鍵性的影響，因為電極集流體的材料不同會影響到電池的集流，同種材料的電極骨架也會因厚度、孔徑、強度和形變影響到電極活性物質在其上面的附著以及整個電極的厚度和強度等。
[0003]不斷發展的航天能源，要求在常規恆功率放電的基礎上，具有大電流脈衝放電的能力，達到脈衝工作電流為電池容量的幾十倍。
[0004]若採用目前鋅銀電池電極設計技術，由於大電流脈衝放電時，電極極化急劇加大，內部損耗增加，儲能效率降低，電壓大幅波動等，引起驅動這些脈動負載的能力不足，需要增加正、負極質量的30%以上才能具有足夠的大電流脈衝放電的能力，保證電壓精度需求。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於提供一種新型複合電極及其製備方法，解決現有鋅銀電池由於大電流脈衝放電時，電極極化急劇加大，儲能效率降低，電壓波動大等問題，提高電極的綜合性能指標，滿足不斷發展的航天能源需求。
[0006]本發明的技術方案如下:一種新型複合電極，該電極包括複合電極材料和電極集流體，其中，複合電極材料通過壓制或粘附著在經過電化學處理的、具有蜂窩狀結構的電極集流體表面。
[0007]所述的電極集流體為經過電化學處理的、具有蜂窩狀結構的編網，或拉網，或衝網結構。
[0008]所述的電極集流體的材質為銀或銅鍍銀。
[0009]所述的複合電極材料由鹼性超級電容器電極材料和鋅銀電池電極材料組成。
[0010]一種新型複合電極製備方法，該製備方法具體為:
[0011]步驟1、對電極集流體進行化學除油、清洗、乾燥後，常溫下於氰化銀、氰化鉀混合電解溶液中進行直流電化學刻蝕；
[0012]步驟2、通有電流密度為20?70mA/cm2的直流電，刻蝕時間30?100s，形成與複合材料顆粒大小、表面均勻的蜂窩狀結構；
[0013]步驟3、將複合電極材料壓制或粘附在集流體上，複合電極材料進入集流體的孔隙內，使複合電極材料與電極集流體的銀箔相互「嚙合」，形成低內阻、高性能的複合電極。
[0014]本發明的顯著效果在於:本發明所述的一種新型複合電極及其製備方法結合了超級電容器電極比功率高和鋅銀電池電極能量大的優勢，克服了鋅銀電池因12?20C電流脈衝放電時引起壓降，減少鋅銀電池正、負極材料質量的30%，體積的20%，提高了電極的綜合性能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為一種新型複合電極結構示意圖；
[0016]圖中:1、複合電極材料；2、電極集流體。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖及具體實施例對本發明作進一步詳細說明。
[0018]如圖1所示，一種新型複合電極包括複合電極材料I和電極集流體2，複合電極材料I由鹼性超級電容器電極材料和鋅銀電池電池材料組成，並通過壓制或粘附著在電極集流體2表面，其中，電極集流體2為經過電化學處理的、具有蜂窩狀結構的編網、拉網或衝網結構，其材料為銀或銅鍍銀。
[0019]實施例1
[0020]一種新型複合電極製備方法，具體步驟為:
[0021]步驟1、對電極集流體進行化學除油、清洗、乾燥後，常溫下於氰化銀、氰化鉀混合電解溶液中進行直流電化學刻蝕；
[0022]步驟2、通有電流密度為20mA/cm2的直流電，刻蝕時間100s，形成與複合材料顆粒大小、表面均勻的蜂窩狀結構；
[0023]步驟3、將複合電極材料壓制或粘附在集流體上，複合電極材料進入集流體的孔隙內，使複合電極材料與電極集流體的銀箔相互「嚙合」，形成低內阻、高性能的複合電極。
[0024]實施例2
[0025]一種新型複合電極製備方法，具體步驟為:
[0026]步驟1、對電極集流體進行化學除油、清洗、乾燥後，常溫下於氰化銀、氰化鉀混合電解溶液中進行直流電化學刻蝕；
[0027]步驟2、通有電流密度為50mA/cm2的直流電，刻蝕時間50s，形成與複合材料顆粒大小、表面均勻的蜂窩狀結構；
[0028]步驟3、將複合電極材料壓制或粘附在集流體上，複合電極材料進入集流體的孔隙內，使複合電極材料與電極集流體的銀箔相互「嚙合」，形成低內阻、高性能的複合電極。
[0029]實施例3
[0030]一種新型複合電極製備方法，具體步驟為:
[0031]步驟1、對電極集流體進行化學除油、清洗、乾燥後，常溫下於氰化銀、氰化鉀混合電解溶液中進行直流電化學刻蝕；
[0032]步驟2、通有電流密度為70mA/cm2的直流電，刻蝕時間30s，形成與複合材料顆粒大小、表面均勻的蜂窩狀結構；
[0033]步驟3、將複合電極材料壓制或粘附在集流體上，複合電極材料進入集流體的孔隙內，使複合電極材料與電極集流體的銀箔相互「嚙合」，形成低內阻、高性能的複合電極。
【權利要求】
1.一種新型複合電極，其特徵在於:該電極包括複合電極材料(I)和電極集流體(2)，其中，複合電極材料(I)通過壓制或粘附著在經過電化學處理的、具有蜂窩狀結構的電極集流體(2)表面。
2.根據權利要求1所述的一種新型複合電極，其特徵在於:所述的電極集流體(2)為經過電化學處理的、具有蜂窩狀結構的編網，或拉網，或衝網結構。
3.根據權利要求1或2所述的一種新型複合電極，其特徵在於:所述的電極集流體(2)的材質為銀或銅鍍銀。
4.根據權利要求1所述的一種新型複合電極，其特徵在於:所述的複合電極材料(I)由鹼性超級電容器電極材料和鋅銀電池電極材料組成。
5.一種權利要求1所述的新型複合電極製備方法，其特徵在於:該製備方法具體為: 步驟1、對電極集流體進行化學除油、清洗、乾燥後，常溫下於氰化銀、氰化鉀混合電解溶液中進行直流電化學刻蝕； 步驟2、通有電流密度為20?70mA/cm2的直流電，刻蝕時間30?100s，形成與複合材料顆粒大小、表面均勻的蜂窩狀結構； 步驟3、將複合電極材料壓制或粘附在集流體上，複合電極材料進入集流體的孔隙內，使複合電極材料與電極集流體的銀箔相互「嚙合」，形成低內阻、高性能的複合電極。
【文檔編號】H01M4/24GK103531752SQ201210231033
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2012年7月4日 優先權日:2012年7月4日
【發明者】徐禎祥, 賀必新, 黃玉平, 王春明, 朱剛 申請人:北京精密機電控制設備研究所, 中國運載火箭技術研究院