一种水系锌离子电池的铜合金集流体、生产方法及应用技术

技术编号:44138422 阅读:31 留言:0更新日期:2025-01-29 10:16
本发明专利技术公开了一种水系锌离子电池的铜合金集流体的生产方法,通过真空熔炼将0.1~3wt%的锡和余量的铜熔炼得到铜合金铸锭,经过两次轧制和退火处理制得水系锌离子电池铜合金集流体,铜合金集流体的制备过程变得更加简单,易于实施和易于控制铜合金集流体的晶体,借助真空熔炼技术能够一次性大批量生产铜合金集流体,降低生产成本,工业生产前景广阔。将本发明专利技术制备的铜合金集流体应用于水系锌离子电池的负极中,提高沉积时锌与衬底的晶格匹配程度,抑制枝晶生长,将铜合金集流体与锌箔组装成非对称电池,能保持较高的锌沉积/脱出可逆性,从而大幅度提升非对称电池的库伦效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水系锌离子电池的负极,尤其是涉及一种水系锌离子电池的铜合金集流体、生产方法及应用


技术介绍

1、锂离子电池因其能量密度高等优势占据了目前二次电池市场的半壁江山,但锂离子电池的安全事故频发,且金属锂的价格较高,因此人们不断探索取代锂离子电池的方案,目前水系锌离子电池凭借成本低、安全性高的优势备受关注。

2、但是,锌负极中的枝晶问题是制约锌电池循环寿命的一大原因,对此,解决方法之一是集流体改性,集流体改性可以分为三维集流体改性、表面包覆改性、合金集流体改性,其中,前二者的成本较高,不适用于大规模生产,而目前合金的生产工艺较为成熟,负极集流体常使用铜,但锌在纯铜上沉积不可避免地会伴随枝晶生长,因此有必要予以改进。


技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足,本专利技术的目的是提供一种水系锌离子电池的铜合金集流体、生产方法及应用,工艺成本低,易于实施,抑制枝晶生长,应用于水系锌离子电池的负极中并提高电池寿命。

2、为了实现上述目的,本专利技术所采用的技术方案是:一种水系锌离子电池本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种水系锌离子电池的铜合金集流体的生产方法,其特征在于:包括以下步骤,

2.根据权利要求1所述的一种水系锌离子电池的铜合金集流体的生产方法,其特征在于:在所述第一次退火处理过程中,在升温阶段将升温速度控制在8~10℃/min,在保温阶段中将退火温度控制在400~450℃、退火保温时间控制在1~2小时;通过所述第二次轧制处理将铜合金片材的厚度减薄至70~100μm,在所述第二次退火处理过程中,在升温阶段将升温速度控制在5~6℃/min,在保温阶段中将退火温度控制在460~500℃、退火保温时间控制在0.5-1小时。

3.根据权利要求1所述的一种水系锌离子电池的铜...

【技术特征摘要】

1.一种水系锌离子电池的铜合金集流体的生产方法,其特征在于:包括以下步骤,

2.根据权利要求1所述的一种水系锌离子电池的铜合金集流体的生产方法,其特征在于:在所述第一次退火处理过程中,在升温阶段将升温速度控制在8~10℃/min,在保温阶段中将退火温度控制在400~450℃、退火保温时间控制在1~2小时;通过所述第二次轧制处理将铜合金片材的厚度减薄至70~100μm,在所述第二次退火处理过程中,在升温阶段将升温速度控制在5~6℃/min,在保温阶段中将退火温度控制在460~500℃、退火保温时间控制在0.5-1小时。

3.根据权利要求1所述的一种水系锌离子电池的铜合金集流体的生产方法,其特征在于:所述步骤s3中,熔炼温度控制在900~1000℃,熔炼时间控制在0.3-0.5小时;所述步骤s5中,在所述第一次退火处理过程中和在所述第二次退火处理过程中,所述气氛保护所使用的气氛是混合有氢气和氩气的混合气氛。

4.一种水系锌离子电池的铜合金集流体,其特征在于:根据权利要求1至3任意一项所述的一种水系锌离子电池的铜合金集流体的生产方法制备得到,铜合金集流体按重量百分比包括0.1~3wt%的锡和余量的铜,以及不可避免的...

【专利技术属性】
技术研发人员:付莹吕海明梁炜王晨王玉王燕
申请(专利权)人:松山湖材料实验室
类型:发明
国别省市:

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