一种锂电池复合极柱的制备方法技术

本发明专利技术涉及锂电池制备技术领域，一种锂电池复合极柱的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：１）确定两种材料的复合比；２）将４Ｊ５０管料浸入清洗剂溶液除油，在常温下去除表皮氧化物；３）刮削工序，直至内壁新基体裸漏为止；４）将纯铜棒镶入４Ｊ５０管料内，紧配合制成料棒；５）将紧配合的料棒在９００－９５０℃温度条件下，进行挤压；６）将挤压后的料棒退火处理；７）重复步骤５）的挤压过程，直至达到冷拔工序需要的尺寸；８）重复步骤６）的退火过程；９）多次冷拔处理，得到截面比为５∶１时外径为Φ２．０复合极柱。本发明专利技术可以缓解一次锂电电压滞后现象，具有稳定电压、提高锂电电压响应速率的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂电池制备
，特别是锂电池极柱用复合材 料的制备方法。
技术介绍
一次锂电池是目前世界上实际应用电池中能量最高的一种电 池，广泛应用于军事、航天、航空领域及各种武器装备中，同时 也在各类民用设备广泛的使用。目前， 一次锂电池中心极柱材料多数为4J28可伐合金材料，这种材料电阻率较高，易造成电池电 压响应速率的延缓，额外功耗过大增大，特别在大容量电池中， 容易出现电压滞后和电压不稳定的现象，影响电气设备的响应速 率，对设备的正常运行使用造成影响。为了解决这一问题，电池 领域的工程师们提出一次锂电池的中心极柱采用铜或铝等低电阻 率的金属，但是在一次锂电池用绝缘子的封接过程中，这些材料 的中心极柱与玻璃的封接强度，气密性等都较差，不能满足一次 锂电池对玻璃封绝缘子的需要。因此，研究一种低阻率、高导热 性、高机械强度、易与玻璃封接且封接强度高的极柱材料成为首 选的解决途径。
技术实现思路
针对现有技术中锂电池的璃绝缘子极柱材料电阻率偏高，造成电压响应速率的延缓，额外功耗增大，对设备的正常运行使用造成影响的技术问题，本专利技术提出如下技术方案，其特征在于，包括如下步骤 1 )根据内芯纯铜棒截面积与外部4J50截面积的比值确定两种材6料的复合比；2) 将4J50管料浸入浓度3-5%的金属清洗剂溶液中除油，浸泡10-20分钟后，用清水冲洗干净；按照体积比15: 4: 20将体积浓度为30%的双氧水& 02、 密度为l. 19的盐酸Hcl与水，在常温下配 成抛光液，将4J50管料浸入40-60秒后去除表皮氧化物；3) 刮削工序，根据4J50管料的内径选择使用工具钢刮削模具， 将内壁刮削一遍，刮削厚度0.05-0. lmm，直至内壁新基体裸漏为 止；4) 将车削好的TU2纯铜棒通过冷压工艺镶入4J50管料内，使 4J50管料和TU2纯铜棒紧配合，过盈量为O—O. 03mm，制成料棒；5) 将紧配合的料棒在900-—95(TC温度条件下，通过内孔棒用 500T挤压机进行挤压。每次的挤压变形量为外形管料直径尺寸的 15-20%，；6) 将挤压后的料棒在750-90(TC条件下退火处理，保温3小时， 消除内应力；7) 多次重复步骤5)的挤压过程，每次挤压的挤压量为外形管 料直径的15-20%，挤压次数由管料初始外径与冷拔初始外径尺寸 而定，直至达到冷拔工序需要的尺寸8mm;8) 多次重复步骤6)的退火处理过程，将挤压后的料棒在750-90(TC条件下退火处理，保温3小时，消除内应力；9)冷拔处理，每次直径收縮量为10-15%，重复多次，直至得到 截面比S^。S"为5: l时外径为O2.0复合极柱。本专利技术所制备的截面比S^。S&为5: l的外径O2.0的4J50/Cu复合极柱与常规一次锂电池极柱相比有明显的性能优势，并通过实验证实可以有效的缓解一次锂电电压滞后现象，具有稳定电压、提高锂电电压响应速率的优点。附图说明图1 本专利技术一次锂电池复合极柱示意图不锈钢盖板1 4J50/Cu复合极柱2 玻璃绝缘子3 盖板4 TU2纯铜棒5 图2本专利技术的工具钢特制刮削模图3 电阻率对比情况表图4线膨胀系数图(S4y5。 Sc =5: 1)图5本专利技术4J50/Cu复合极柱封接前的结合层状况 图6本专利技术4J50/Cu复合极柱封接后的结合层状况 图7 本专利技术4J50/Cu复合极柱延伸率 图8本专利技术4J50/Cu复合极柱线膨胀系数测试结果(单位: X10-6/°C)图9 本专利技术4J50/Cu复合极柱截面比S4,5。S&为5: 1的屈 服强度图10本专利技术复合极柱锂电与常规锂电性能对比具体实施例方式实施例11) 根据内芯纯铜棒截面积与外部4J50截面积的比值确定两种材 料的复合比；2) 选用外径①26内孔O12的4J50管料，浸入浓度3-5%的金属清 洗剂溶液中除油，浸泡10分钟后，用清水冲洗干净；按照体积比 15: 4: 20将体积浓度为30%的双氧水仏02、密度为l. 19的盐酸Hcl 与水，在常温下配成抛光液，将4J50管料浸入60秒后去除表皮氧 化物；3) 刮削工序，根据4J50管料的内径选择使用工具钢刮削模具， 见图2，将内壁刮削一遍，刮削厚度0.07mm，直至内壁新基体裸 漏为止；4) 将车削好的TU2纯铜棒通过冷压工艺镶入4J50管料内，使 4J50管料和TU2纯铜棒紧配合，过盈量为0.03mm，制成料棒；5) 将紧配合的料棒在95(TC温度条件下，通过内孔棒用500T 挤压机进行挤压。每次的挤压变形量为外形管料直径尺寸的815-20%,;6) 将挤压后的料棒在900。C条件下退火处理，保温3小时，消 除内应力；7) 多次重复步骤5)的挤压过程，每次挤压的挤压量为外形管 料直径的20%，挤压次数由管料初始外径与冷拔初始外径尺寸而 定，直至达到冷拔工序需要的尺寸8mm;8) 多次重复步骤6)的退火处理过程，将挤压后的料棒在750'C条件下退火处理，保温3小时，消除内应力；9)冷拔处理，每次直径收縮量为13%，重复多次，直至得到截 面比S^。Sc 为5: l时外径为O2.0复合极柱，见图l。实施例21) 根据内芯纯铜棒截面积与外部4J50截面积的比值确定两种材 料的复合比；2) 选用外径O24内孔0n0的4J50管料，浸入浓度3-5%的金属清 洗剂溶液中除油，浸泡20分钟后，用清水冲洗干净；按照体积比 15: 4: 20将体积浓度为30%的双氧水仏02、密度为l. 19的盐酸Hcl 与水，在常温下配成抛光液，将4J50管料浸入40秒后去除表皮氧 化物；3) 刮削工序，根据4J50管料的内径选择使用工具钢刮削模具， 将内壁刮削一遍，刮削厚度0.05mm，直至内壁新基体裸漏为止；4) 将车削好的TU2纯铜棒通过冷压工艺镶入4J50管料内，使 4J50管料和TU2纯铜棒紧配合，过盈量为0廳，制成料棒；5) 将紧配合的料棒在90(TC温度条件下，通过内孔棒用500T 挤压机进行挤压。每次的挤压变形量为外形管料直径尺寸的 15-20%，；6) 将挤压后的料棒在82(TC条件下退火处理，保温3小时，消 除内应力；7) 多次重复步骤5)的挤压过程，每次挤压的挤压量为外形管料直径的15%,挤压次数由管料初始外径与冷拔初始外径尺寸而定，直至达到冷拔工序需要的尺寸8mm;8)多次重复步骤6)的退火处理过程，将挤压后的料棒在900。C条件下退火处理，保温3小时，消除内应力；9)冷拔处理，每次直径收縮量为15%，重复多次，直至得到截 面比S^。Seu为5: l时外径为O2.0复合极柱。实施例31) 根据内芯纯铜棒截面积与外部4J50截面积的比值确定两种材 料的复合比；2) 选用外径0 22内孔0 8的4了50管料，浸入浓度3-5%的金属清 洗剂溶液中除油，浸泡15分钟后，用清水冲洗干净；按照体积比 15: 4: 20将体积浓度为30%的双氧水&02、密度为l. 19的盐酸Hcl 与水，在常温下配成抛光液，将4J50管料浸入50秒后去除表皮氧 化物；3) 刮削工序，根据4J50管料的内径选择使用工具钢刮削模具， 将内壁刮削一遍，刮削厚度O. lmm，直至内壁新基体裸漏为止；4) 将车削好的TU2纯铜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂电池复合极柱的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：　１）根据内芯纯铜棒截面积与外部４Ｊ５０截面积的比值确定两种材料的复合比；　２）将４Ｊ５０管料浸入浓度３－５％的金属清洗剂溶液中除油，浸泡１０－２０分钟后，用清水冲洗干净；按照体积比１５∶４∶２０将体积浓度为３０％的双氧水Ｈ↓［２］Ｏ↓［２］、密度为１．１９的盐酸Ｈｃｌ与水，在常温下配成抛光液，将４Ｊ５０管料浸入４０－６０秒后去除表皮氧化物；　３）刮削工序，根据４Ｊ５０管料的内径选择使用工具钢刮削模具，将内壁刮削一遍，刮削厚度０．０５－０．１ｍｍ，直至内壁新基体裸漏为止；　４）将车削好的ＴＵ２纯铜棒通过冷压工艺镶入４Ｊ５０管料内，使４Ｊ５０管料和ＴＵ２纯铜棒紧配合，过盈量为０－－０．０３ｍｍ，制成料棒；　５）将紧配合的料棒在９００－－－９５０℃温度条件下，通过内孔棒用５００Ｔ挤压机进行挤压，每次的挤压变形量为外形管料直径尺寸的１５－２０％；　６）将挤压后的料棒在７５０－９００℃条件下退火处理，保温３小时，消除内应力；　７）多次重复步骤５）的挤压过程，每次挤压的挤压量为外形管料直径的１５－２０％，挤压次数由管料初始外径与冷拔初始外径尺寸而定，直至达到冷拔工序需要的尺寸８ｍｍ；　８）多次重复步骤６）的退火处理过程，将挤压后的料棒在７５０－９００℃条件下退火处理，保温３小时，消除内应力；　９）冷拔处理，每次直径收缩量为１０－１５％，重复多次，直至得到截面比Ｓ↓［４Ｊ５０］∶Ｓ↓［Ｃｕ］为５∶１时外径为Φ２．０复合极柱。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵红刚，冯生，冯庆，杨文波，任利娜，郭稳尚，
申请(专利权)人：西安华泰有色金属实业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]