一种新型复合电极及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及电源结构部件及制造【技术领域】，具体公开了一种新型复合电极及其制备方法。复合电极，该电极包括复合电极材料和电极集流体，其中，复合电极材料通过压制或粘附着在经过电化学处理的、具有蜂窝状结构的电极集流体表面。复合电极及其制备方法结合了超级电容器电极比功率高和锌银电池电极能量大的优势，克服了锌银电池因12～20C电流脉冲放电时引起压降，减少锌银电池正、负极材料质量的30%，体积的20%，提高了电极的综合性能。
【专利说明】一种新型复合电极及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电源结构部件及其制造【技术领域】，具体涉及一种新型复合电极及其制备方法。
【背景技术】
[0002]电极是决定电池性能的首要因素，主要由电池活性物质和电容材料以及集流体(亦称骨架或导电网)，其中电极集流体起传导电子和均匀分布电流的作用，集流体表面处理、与活性材料的相容性、导电性对电极的性状有着关键性的影响，因为电极集流体的材料不同会影响到电池的集流，同种材料的电极骨架也会因厚度、孔径、强度和形变影响到电极活性物质在其上面的附着以及整个电极的厚度和强度等。
[0003]不断发展的航天能源，要求在常规恒功率放电的基础上，具有大电流脉冲放电的能力，达到脉冲工作电流为电池容量的几十倍。
[0004]若采用目前锌银电池电极设计技术，由于大电流脉冲放电时，电极极化急剧加大，内部损耗增加，储能效率降低，电压大幅波动等，引起驱动这些脉动负载的能力不足，需要增加正、负极质量的30%以上才能具有足够的大电流脉冲放电的能力，保证电压精度需求。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种新型复合电极及其制备方法，解决现有锌银电池由于大电流脉冲放电时，电极极化急剧加大，储能效率降低，电压波动大等问题，提高电极的综合性能指标，满足不断发展的航天能源需求。
[0006]本发明的技术方案如下:一种新型复合电极，该电极包括复合电极材料和电极集流体，其中，复合电极材料通过压制或粘附着在经过电化学处理的、具有蜂窝状结构的电极集流体表面。
[0007]所述的电极集流体为经过电化学处理的、具有蜂窝状结构的编网，或拉网，或冲网结构。
[0008]所述的电极集流体的材质为银或铜镀银。
[0009]所述的复合电极材料由碱性超级电容器电极材料和锌银电池电极材料组成。
[0010]一种新型复合电极制备方法，该制备方法具体为:
[0011]步骤1、对电极集流体进行化学除油、清洗、干燥后，常温下于氰化银、氰化钾混合电解溶液中进行直流电化学刻蚀；
[0012]步骤2、通有电流密度为20?70mA/cm2的直流电，刻蚀时间30?100s，形成与复合材料颗粒大小、表面均匀的蜂窝状结构；
[0013]步骤3、将复合电极材料压制或粘附在集流体上，复合电极材料进入集流体的孔隙内，使复合电极材料与电极集流体的银箔相互“啮合”，形成低内阻、高性能的复合电极。
[0014]本发明的显著效果在于:本发明所述的一种新型复合电极及其制备方法结合了超级电容器电极比功率高和锌银电池电极能量大的优势，克服了锌银电池因12?20C电流脉冲放电时引起压降，减少锌银电池正、负极材料质量的30%，体积的20%，提高了电极的综合性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为一种新型复合电极结构示意图；
[0016]图中:1、复合电极材料；2、电极集流体。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
[0018]如图1所示，一种新型复合电极包括复合电极材料I和电极集流体2，复合电极材料I由碱性超级电容器电极材料和锌银电池电池材料组成，并通过压制或粘附着在电极集流体2表面，其中，电极集流体2为经过电化学处理的、具有蜂窝状结构的编网、拉网或冲网结构，其材料为银或铜镀银。
[0019]实施例1
[0020]一种新型复合电极制备方法，具体步骤为:
[0021]步骤1、对电极集流体进行化学除油、清洗、干燥后，常温下于氰化银、氰化钾混合电解溶液中进行直流电化学刻蚀；
[0022]步骤2、通有电流密度为20mA/cm2的直流电，刻蚀时间100s，形成与复合材料颗粒大小、表面均匀的蜂窝状结构；
[0023]步骤3、将复合电极材料压制或粘附在集流体上，复合电极材料进入集流体的孔隙内，使复合电极材料与电极集流体的银箔相互“啮合”，形成低内阻、高性能的复合电极。
[0024]实施例2
[0025]一种新型复合电极制备方法，具体步骤为:
[0026]步骤1、对电极集流体进行化学除油、清洗、干燥后，常温下于氰化银、氰化钾混合电解溶液中进行直流电化学刻蚀；
[0027]步骤2、通有电流密度为50mA/cm2的直流电，刻蚀时间50s，形成与复合材料颗粒大小、表面均匀的蜂窝状结构；
[0028]步骤3、将复合电极材料压制或粘附在集流体上，复合电极材料进入集流体的孔隙内，使复合电极材料与电极集流体的银箔相互“啮合”，形成低内阻、高性能的复合电极。
[0029]实施例3
[0030]一种新型复合电极制备方法，具体步骤为:
[0031]步骤1、对电极集流体进行化学除油、清洗、干燥后，常温下于氰化银、氰化钾混合电解溶液中进行直流电化学刻蚀；
[0032]步骤2、通有电流密度为70mA/cm2的直流电，刻蚀时间30s，形成与复合材料颗粒大小、表面均匀的蜂窝状结构；
[0033]步骤3、将复合电极材料压制或粘附在集流体上，复合电极材料进入集流体的孔隙内，使复合电极材料与电极集流体的银箔相互“啮合”，形成低内阻、高性能的复合电极。
【权利要求】
1.一种新型复合电极，其特征在于:该电极包括复合电极材料(I)和电极集流体(2)，其中，复合电极材料(I)通过压制或粘附着在经过电化学处理的、具有蜂窝状结构的电极集流体(2)表面。
2.根据权利要求1所述的一种新型复合电极，其特征在于:所述的电极集流体(2)为经过电化学处理的、具有蜂窝状结构的编网，或拉网，或冲网结构。
3.根据权利要求1或2所述的一种新型复合电极，其特征在于:所述的电极集流体(2)的材质为银或铜镀银。
4.根据权利要求1所述的一种新型复合电极，其特征在于:所述的复合电极材料(I)由碱性超级电容器电极材料和锌银电池电极材料组成。
5.一种权利要求1所述的新型复合电极制备方法，其特征在于:该制备方法具体为: 步骤1、对电极集流体进行化学除油、清洗、干燥后，常温下于氰化银、氰化钾混合电解溶液中进行直流电化学刻蚀； 步骤2、通有电流密度为20?70mA/cm2的直流电，刻蚀时间30?100s，形成与复合材料颗粒大小、表面均匀的蜂窝状结构； 步骤3、将复合电极材料压制或粘附在集流体上，复合电极材料进入集流体的孔隙内，使复合电极材料与电极集流体的银箔相互“啮合”，形成低内阻、高性能的复合电极。
【文档编号】H01M4/24GK103531752SQ201210231033
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2012年7月4日 优先权日:2012年7月4日
【发明者】徐祯祥, 贺必新, 黄玉平, 王春明, 朱刚 申请人:北京精密机电控制设备研究所, 中国运载火箭技术研究院