用于制作电极的多孔金属复合材料及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种用于制作电极的多孔金属复合材料，呈三维网状，开孔率为80~98%，厚度为0.1~0.5mm，平均孔径为100~500μm，在表面覆载厚度为0.01~0.05mm的石墨烯。上述材料的制备方法，在多孔金属材料作表面还原处理之后，将材料置于充入保护气体的化学气相沉积处理装置中，在300~500℃温度下，充入0.1~0.5MPa的常温为气态的烃类气体，并保温5~10h；冷却后，材料再经碱液清洗——水洗——干燥即可。本发明的用于制作电极的多孔金属复合材料具有较低的化学内阻，可有效提高电池电容量，缩短电池的充电时间。
【专利说明】用于制作电极的多孔金属复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于制作电极的多孔金属复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着全球能源危机以及地球环境恶化问题的日趋严重，人们越来越重视新能源的使用，其中化学储能是目前应用最广泛、最成熟的技术之一。目前的新型化学储能元器件主要是各类型的化学电源及物理储电器件等。制作化学电源的正极电极材料主要使用泡沫多孔金属材料作为载体，然而多孔金属材料局限于技术的发展，无法有效改善材料本身的化学电阻，因此严重限制了化学电源的发展。
【发明内容】
[0003]本发明旨在提供一种具有较低化学电阻、可提高电池电容量、提高电池充电效率的多孔复合电极材料及其制备方法。
[0004]本发明通过以下方案实现:
一种用于制作电极的多孔金属复合材料，呈三维网状，开孔率为80-98%，厚度为0.1-0.5mm，平均孔径为100-500 μ m，在表面覆载厚度为0.01-0.05mm的石墨烯。
[0005]上述材料的制备方法，多孔金属材料作表面还原处理之后，将材料置于充入保护气体的化学气相沉积处理装置中，在300-500°C温度下，充入0.1-0.5MPa的常温为气态的烃类气体，并保温5~10h ;冷却后，材料再经碱液清洗一水洗—干燥即可。
[0006]考虑到制造成本，所述烃类气体一般采用甲烷、乙炔、丙烯中的一种或多种混合气体。
[0007]所述保护气体为氢气、氮气或惰性气体的一种或多种混合气体。
[0008]与现有技术相比，本发明的优点体现于:
1.本发明的用于制作电极的多孔金属复合材料，通过在表面上覆载厚度0.01-0.05mm的石墨烯后，发现材料大大提升了电极材料的电子传导效率，可有效降低电极材料本身的化学内阻；另外，用于制作电极的多孔金属复合材料的厚度只有0.1-0.5_，使用本发明材料制备超级电容器或镍氢动力电池等化学电源，可在较短时间内完成充电过程，提高充电效率，同时电容量可提升20%以上。
[0009]2.本发明提供的方法，工艺简单，制造成本低，易实现工业化生产。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1:本发明实施例1材料的外观示意图 图2:本发明实施例1材料的微观结构图。
【具体实施方式】
[0011]实施例1一种用于制作电极的多孔镍复合材料的制备方法，将开孔率为80%，厚度为0.1mm，平均孔径为100 μ m的泡沫镍材料置于温度为500°C，具有氢气还原气氛的热处理炉中进行表面还原处理3小时之后，将材料置于充入氢气与氮气的混合气体的化学气相沉积处理装置中，在300°C温度下，充入0.1MPa的甲烷气体，并保温10h，冷却后，材料再经碱液清洗，经水洗后干燥即可。
[0012]实施例2
实施例1方法制备得到的用于制作电极的多孔镍复合材料，其外观示意图如图1所示，在电镜下观察的微观结构图如图2所示。通过检测，用于制作电极的多孔镍复合材料表面覆载的石墨烯厚度为0.01mm。
[0013]将实施例1方法制备得到的用于制作电极的多孔镍复合材料与常规的泡沫镍材料进行对比检测，其检测结果见表一所示。从表一中的检测结果对比看出，本发明的用于制作电极的多孔镍复合材料其化学内阻比常规的泡沫镍低18%。
[0014]表一不同材料的性能对比检测结果
【权利要求】
1.一种用于制作电极的多孔金属复合材料，其特征在于:呈三维网状，开孔率为80~98%，厚度为0.1~0.5mm,平均孔径为100~500 μ m,在表面覆载厚度为0.θ1~θ.05mm的石墨稀。
2.一种如权利要求1所述的用于制作电极的多孔金属复合材料的制备方法，其特征在于:在多孔金属材料作表面还原处理之后，将材料置于充入保护气体的化学气相沉积处理装置中，在30(T500°C温度下，充入0.1~0.5MPa的常温为气态的烃类气体，并保温5~IOh ;冷却后，材料再经碱液清洗一7K洗一干燥。
3.如权利要求2所述的用于制作电极的多孔金属复合材料的制备方法，其特征在于:所述烃类气体为甲烷、乙炔、丙烯中的一种或多种混合气体。
4.如权利要求2或3所述的用于制作电极的多孔金属复合材料的制备方法，其特征在于:所述保护气体为 氢气、氮气或惰性气体的一种或多种混合气体。
【文档编号】H01M4/38GK104022274SQ201410285437
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月24日 优先权日:2014年6月24日
【发明者】陈红辉, 肖进春, 朱济群, 钟建夫 申请人:常德力元新材料有限责任公司