【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种全面防腐蚀的金属基集流体及其制备方法。
技术介绍
1、水系电池是指以水为电解液的二次电池。相较于有机物电解液电池，水系电池具有安全性高、环境友好、离子导电率高等优点，因此在未来的大规模电能储存中，水系电池具有更大的应用前景。目前水系电池主要受到窗口电压窄、电极发生副反应，循环稳定性差等缺点的限制，而这些缺点的一个最主要原因就是水系电池集流材料本身带来的，水系电池由于正极电压较高及水体系副反应较多问题，所以集流材料目前一般采用不锈钢箔或钛合金箔，而这两种材料本身电阻率较高而且密度较大，并且在高电压下会发生严重腐蚀甚至断裂，所以严重制约着水系电池成本、能量密度及循环寿命。
2、集流体是金属离子水系电池中不可或缺的组成部件之一，它不仅能承载活性物质，而且还可以将电极活性物质产生的电流汇集并输出。在电池的使用过程中，电解液对集流体的腐蚀是电池失效的主要原因之一，因此开发出耐腐蚀，高电导率的集流体对于水系电池的发展至关重要。通过涂布的方式进行防腐蚀集流体的制备，为提高生产效率，通常是采用成卷涂布的方式；但电池装配阶段需要对集流体裁切成固定的形状，因为集流体的边缘得不到保护，在电池充放电过程中，由于集流体边缘的横截面仍然接触到水性溶液，当有电子通过时，就会发生电化学反应：m-e-＝m+，金属会变成金属离子溶解到电解液中，造成金属的腐蚀和集流效率的降低，长时间后还会发生断裂。比如申请号为cn202010135399.x的专利中公开了一种水系电池耐腐蚀复合集流体及其制备方法，在基材的单面或者双面涂覆有耐腐蚀高致密导
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种全面防腐蚀的金属基集流体及其制备方法，金属基体的表面采用有机导电涂层进行防护，集流体裁切成需要的形状后，边缘采用阳极氧化的方式进行防护，不仅可以做到全面防护，并且可以用于大批量制备，便于工业化生产。
2、实现上述目的一种技术方案是：一种全面防腐蚀的金属基集流体，包括金属基体，所述金属基体的正、反面分别涂布有机导电涂层，所述金属基体的边缘截面处采用阳极氧化膜封边，所述阳极氧化膜的厚度为5-30μm，所述有机导电涂层的表面导电膜方阻小于5ω/□。
3、上述的一种全面防腐蚀的金属基集流体，其中，所述金属基体的材质为铜、铝、镍或铁。
4、本专利技术还提供了一种全面防腐蚀的金属基集流体的制备方法，包括以下步骤：
5、s1，制备有机导电涂层的导电浆料，该导电浆料按照质量分数计，包含30-70wt.％有机组分、0.5-50wt.％导电组分和30-70wt％溶剂，将有机组分、导电组分和溶剂混合均匀得到导电浆料；
6、s2，金属基体预处理：采用酸洗、超声波或者电晕处理方式对金属基体进行表面处理，使得金属表面达因值大于50；
7、s3，采用涂布或者流延的方式在金属基体的正、反面分别涂覆10-100μm厚的所述导电浆料；
8、s4，然后经过高温固化后，导电浆料在金属基体表面形成呈致密薄膜的有机导电涂层，有机导电涂层与金属基体构成集流体；
9、s5，将集流体裁切成所需形状；
10、s6，对裁切好的集流体进行阳极氧化，在集流体的边缘截面处形成厚度为5-30μm的阳极氧化膜，得到全面防腐蚀的金属基集流体；阳极氧化的氧化电压10-20v，电流密度1-4a/dm2，时间2-10min。
11、上述的一种全面防腐蚀的金属基集流体的制备方法，其中，所述有机组分采用改性氟碳树脂、改性聚氨酯、改性酚醛树脂或改性聚醚醚酮；
12、所述导电组分采用导电炭黑、石墨类、碳管类或石墨烯；
13、所述溶剂采用去离子水、乙醇或丙酮。
14、上述的一种全面防腐蚀的金属基集流体的制备方法，步骤s6中，阳极氧化时，进料时采取一片一片连续进料的方式或者采取每批次多片的批次进料的方式。
15、上述的一种全面防腐蚀的金属基集流体的制备方法，步骤s6中，阳极氧化时，将裁切好的集流体放置于阳极，阴极用纯铝或者铅板；采用电阻＞18mω的纯水对集流体进行清洗。
16、上述的一种全面防腐蚀的金属基集流体的制备方法，步骤s6中，阳极氧化的电解液根据有机导电涂层的材料进行选择，选择(弱)酸性电解液、(弱)碱性电解液或者非水电解液；选择原则是不与有机导电涂层中的有机组分产生反应。
17、采用本专利技术的全面防腐蚀的金属基集流体及其制备方法的技术方案，金属基体的表面采用有机导电涂层进行防护，集流体裁切成需要的形状后，边缘采用阳极氧化的方式进行防护，不仅可以做到全面防护，并且可以用于大批量制备，便于工业化生产。
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1.一种全面防腐蚀的金属基集流体，其特征在于，包括金属基体，所述金属基体的正、反面分别涂布有机导电涂层，所述金属基体的边缘截面处采用阳极氧化膜封边，所述阳极氧化膜的厚度为5-30μm，所述有机导电涂层的表面导电膜方阻小于5Ω/□。
2.如权利要求1所述的一种全面防腐蚀的金属基集流体，其特征在于，所述金属基体的材质为铜、铝、镍或铁。
3.一种如权利要求1所述的全面防腐蚀的金属基集流体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.如权利要求3所述的一种全面防腐蚀的金属基集流体的制备方法，其特征在于，所述有机组分采用改性氟碳树脂、改性聚氨酯、改性酚醛树脂或改性聚醚醚酮；
5.如权利要求3所述的一种全面防腐蚀的金属基集流体的制备方法，其特征在于，步骤S6中，阳极氧化时，进料时采取一片一片连续进料的方式或者采取每批次多片的批次进料的方式。
6.如权利要求3所述的一种全面防腐蚀的金属基集流体的制备方法，其特征在于，步骤S6中，阳极氧化时，将裁切好的集流体放置于阳极，阴极用纯铝或者铅板；采用电阻＞18MΩ的纯水对集流体进行清洗。
...【技术特征摘要】
1.一种全面防腐蚀的金属基集流体，其特征在于，包括金属基体，所述金属基体的正、反面分别涂布有机导电涂层，所述金属基体的边缘截面处采用阳极氧化膜封边，所述阳极氧化膜的厚度为5-30μm，所述有机导电涂层的表面导电膜方阻小于5ω/□。
2.如权利要求1所述的一种全面防腐蚀的金属基集流体，其特征在于，所述金属基体的材质为铜、铝、镍或铁。
3.一种如权利要求1所述的全面防腐蚀的金属基集流体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.如权利要求3所述的一种全面防腐蚀的金属基集流体的制备方法，其特征在于，所述有机组分采用改性氟碳树脂、改性聚氨酯、改性酚醛树脂或改性聚醚醚酮；
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【专利技术属性】
技术研发人员：田剑莉亚，侯肖瑞，
申请(专利权)人：太仓中科赛诺新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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