The invention relates to a metal / carbon composite fluid collecting material and a preparation method thereof, belonging to the material field. The composite collector makes the metal and the carbon conductive protective layer completely integrated by adopting a hydrophilic high adhesion and a high polymer adhesive for metal ions. The high stability of metal material and carbon material can be welded organically, metal collector corrosion resistance is greatly improved, and set the electronic conductivity fluid does not change, solve the problem of the corrosion of metal materials in fluid non aqueous alkaline battery, and the adhesive itself has a certain reduction to further enhance a set of fluid corrosion resistance, strong adsorption of ionic adhesives also helps to improve the electrochemical activity of the electrode active material. The preparation method is simple and convenient, and is easy to scale production, and can be widely used in a variety of aqueous solution battery systems to provide a guarantee for the long cycle life of the battery.
【技术实现步骤摘要】
一种金属/碳复合集流体材料及其制备方法
本专利技术涉及材料、化学电源领域,特别是涉及一种金属/碳复合集流体材料及其制备方法,属于材料领域。
技术介绍
尽管不同种类的电池体系会采用截然不同的集流体材料,但一般都基于以下的特点要求进行选取和改进:稳定、高导电性、与电极活性物质相容性好、轻质、可焊接的金属或准金属材质。然而,现有的集流体材料尚不能完全满足上述要求,特别是体现在析氢、析氧副反应难以避免的非碱性水溶液电池体系。恩力公司的戴翔等申请了一种用于水溶液电池体系的复合集流体材料专利(CN2014106584942)。该专利在金属材料的上下两面附着导电碳膜,以“三明治”的形式融合为一体,将碳材料的高稳定性与金属材料的可焊接性有机地结合,以提高金属集流体材料在水溶液中的抗腐蚀性。但是,该专利中的导电碳膜由导电碳材料均匀分散于诸如聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、氟碳树脂等普通常用的高聚物中吹塑或拉伸而成。使用此类粘合剂,粘附力不足以使金属与碳导电膜完全融为一体,达到覆盖导电膜的金属材料与外部完全隔绝的目的,也不具有提高电极活性材料电化学活性的作用。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决非碱性水溶液中工作的金属集流体材料析氧腐蚀的问题,提供一种可以稳定、高效地在非碱性水溶液中工作的金属/碳复合集流体材料及其制备方法,通过采用高粘附性、对金属离子具有强吸附作用的高聚物粘合剂使金属与碳导电保护层完全融为一体,将碳材料的高稳定性与金属材料的可焊接性有机地结合,并引入了电容特性,以解决非碱性水溶液电池中金属集流体材料的腐蚀性难题,同时显著提高了电极活性材料的电化学活性,且制备方法简 ...
【技术保护点】
一种金属/碳复合集流体材料及制备方法,其特征在于,金属/碳复合集流体材料制备方法步骤如下:在导电碳材料中加入高聚物粘合剂,用40%~98%溶剂调成浆料,导电碳材料与高聚物粘合剂的质量比为40~95∶5~60;将浆料涂覆或喷涂在除极耳以外的集流体表面,形成碳导电保护涂层,集流体表面和边缘均被碳导电保护层覆盖,碳导电保护涂层与除极耳以外的集流体表面在5MPa~40MPa经室温冷压或50℃~200℃热压0.1S~60S融合成一体,制成金属/碳复合集流体材料;碳导电保护涂层厚度为0.01~0.08mm;导电碳材料为石墨、石墨烯、碳黑、乙炔黑、碳纤维、纳米碳纤维或碳纳米管中的一种以上;高聚物粘合剂为聚丙烯酸、聚丙烯酸锂、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、明胶、酚醛树脂、环氧树脂中的一种以上;溶剂为水、乙醇、丙醇、丙二醇、丙三醇、N‑甲基吡咯烷酮、N‑甲基甲酰胺、N,N‑二甲基甲酰胺中的一种以上;集流体包括金属、合金箔材、网材或泡沫,金属为铝、铜、钛、铜、镍、不锈钢或镍钼、铜锌合金中的一种以上;金属的形状为箔材、网材或泡沫。
【技术特征摘要】
1.一种金属/碳复合集流体材料及制备方法,其特征在于,金属/碳复合集流体材料制备方法步骤如下:在导电碳材料中加入高聚物粘合剂,用40%~98%溶剂调成浆料,导电碳材料与高聚物粘合剂的质量比为40~95∶5~60;将浆料涂覆或喷涂在除极耳以外的集流体表面,形成碳导电保护涂层,集流体表面和边缘均被碳导电保护层覆盖,碳导电保护涂层与除极耳以外的集流体表面在5MPa~40MPa经室温冷压或50℃~200℃热压0.1S~60S融合成一体,制成金属/碳复合集流体材料;...
【专利技术属性】
技术研发人员:文越华,任子涵,邵玲,赵鹏程,张文峰,曹高萍,杨裕生,
申请(专利权)人:中国人民解放军六三九七一部队,
类型:发明
国别省市:北京,11
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