具有钛氧化物基陶瓷涂层的电极的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电子器件领域，特别涉及一种具有钛氧化物基陶瓷涂层的电极。
【背景技术】
[0002]便携式和可穿戴式设备通常由电池供电，这些电池的电量可以支持设备1-5天的运转。当电池使用完毕时，通常需要用外接电源给电池充电。随着人们对设备的使用越来越频繁，电池的充电频率也越来越高，这对充电用外接电源与上述电子设备连接的可靠性提出了挑战。一般的便携式设备和可穿戴设备是利用镀金的铜柱做为电极与外接电源接触并连接。这种电极的耐磨性和耐腐蚀性不能满足充电频次变高的要求。此外，在电极接触皮肤的可穿戴设备的日常使用中，皮肤上的汗液会导致正负电极间的短路，从而加速电极的腐蚀。电极的腐蚀与磨损导致电极导电性能的下降、损耗的上升，降低了充电效率。因此，开发耐人体汗液腐蚀性好、低成本，耐磨性好的电极对便携式和可穿戴设备的应用具有重要意义。
【发明内容】
[0003]为了克服上述缺陷，本实用新型提供了一种具有耐腐蚀和耐磨性好，导电率高、成本低廉、易加工、对人体无害等优点的具有钛氧化物基陶瓷涂层的电极。
[0004]本实用新型为了解决其技术问题所采用的技术方案是:一种具有钛氧化物基陶瓷涂层的电极，包括钛氧化物基陶瓷涂层和电极基体，所述钛氧化物基陶瓷涂层包覆在电极基体的外层，所述钛氧化物基陶瓷涂层由马格涅列相钛氧化物10)、或其与其他元素掺杂项组成。
[0005]作为本实用新型的进一步改进，所述钛氧化物基陶瓷涂层的厚度为5nm-5mm。
[0006]作为本实用新型的进一步改进，所述电极基体为钛、钛合金、铝、铝合金、不锈钢、铜、铜合金等金属或金属合金
[0007]作为本实用新型的进一步改进，所述电极形状可以为棒状、长条状、圆台状、圆锥状、网状、片状。
[0008]作为本实用新型的进一步改进，所述陶瓷涂层通过热喷涂、等离子体喷涂、磁控溅射加工制成。
[0009]本实用新型的有益效果是:本实用新型具有以下优点:
[0010]1、导电性良好:电导率大于1200 S/cm；
[0011 ] 2、抗腐蚀性好:42%浓度的H2SO4溶液中，50°C下腐蚀率小于0.02g/m2/day ； 3、耐磨性能优良:维氏硬度大于200 Hv; 4、易加工:由于电极基体为金属或者金属合金材质，易于加工成各种形状，在此基础进行陶瓷电极的涂覆，使得该类电极能够根据电子器件实际需求灵活设计器形状；
[0012]5、成本低廉:所述电极基体和涂覆层材质均廉价易得，制备工艺为工业上已广泛使用的热喷涂、等离子体喷涂和磁控溅射等工艺；
[0013]6、电极材料对人体无害:由于涂覆层钛氧陶瓷材质本身的特点，其对人体无毒无害，是一类绿色的电极材料。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型结构不意图；
[0015]图中标示:1_钛氧化物基陶瓷涂层;2-电极基体。
【具体实施方式】
[0016]为了加深对本实用新型的理解，下面将结合实施例和附图对本实用新型作进一步详述，该实施例仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型保护范围的限定。
[0017]图1示出了本实用新型一种具有钛氧化物基陶瓷涂层的电极的一种实施方式，包括钛氧化物基陶瓷涂层1和电极基体2，所述钛氧化物基陶瓷涂层1包覆在电极基体2的外层。所述钛氧化物基陶瓷涂层1的厚度为5nm-5mm。所述电极基体2为钛、钛合金、铝、铝合金、不锈钢等金属或金属合金所述电极基体2形状为棒状、长条状、圆台状、圆锥状、网状、片状。所述电极基体2通过热喷涂、等离子体喷涂、磁控溅射加工制成。
[0018]其制备过程如下:
[0019]1、钛氧化物基陶瓷涂层包覆TC4型钛合金电极棒制备
[0020]1)将直径为10 mm，长50 mm的TC4型钛合金电极棒先后进行丙酮、酒精和去离子水超声波清洗来清洁电极棒表面，其中超声波的功率为800 W，三种液体中的超声清洗时间均为15min;
[0021]2)采用热喷涂工艺将适量马格涅列相钛氧化物喷涂到钛合金电极棒表面，其中喷涂温度为1980 °C，喷涂时间为lmin，本底真空度小于0.1 Pa。即得到马格涅列相陶瓷涂层包覆TC4型钛合金电极棒，其中涂层厚度约为5ym，Ti407和Ti509相含量占涂层总质量的60%以上。
[0022]2、Nd掺杂的马格涅列相陶瓷涂层包覆不锈钢电极片制备
[0023]1)将尺寸为40*40*5 mm(长*宽*厚)的不镑钢电极片先后进彳丁丙酬、酒精和去尚子水超声波清洗来清洁不锈钢电极片表面，其中超声波的功率为800 W，三种液体的超声清洗时间均为20min;
[0024]2)采用磁控溅射工艺将适量Nd掺杂的马格涅列相钛氧化物材料溅射到不锈钢电极表面，其中Nd掺杂量为溅射靶材中Ti摩尔含量的0.1%，不锈钢基体的温度为800°C，溅射靶与不锈钢基本的距离为74毫米，溅射本体真空度为0.3 Pa，溅射时间为30min。按照上述溅射参数分别对不锈钢基体的上下面进行包覆，即得到Nd掺杂的马格涅列相相陶瓷涂层包覆不锈钢的电极片，其中涂层厚度约为lym，Nd掺杂Ti407和Ti509相含量占涂层总质量的60%以上。
【主权项】
1.一种具有钛氧化物基陶瓷涂层的电极，其特征在于:包括钛氧化物基陶瓷涂层(1)和电极基体(2)，所述钛氧化物基陶瓷涂层(1)包覆在电极基体(2)的外层。2.根据权利要求1所述的具有钛氧化物基陶瓷涂层的电极，其特征在于:所述钛氧化物基陶瓷涂层(1)的厚度为5nm-5mm03.根据权利要求1所述的具有钛氧化物基陶瓷涂层的电极，其特征在于:所述电极基体(2)为钛、钛合金、招、招合金、不锈钢、铜、铜合金的金属或金属合金。4.根据权利要求1所述的具有钛氧化物基陶瓷涂层的电极，其特征在于:所述电极基体(2)形状为棒状、长条状、圆台状、圆锥状、网状、片状。5.根据权利要求1所述的具有钛氧化物基陶瓷涂层的电极，其特征在于:所述陶瓷涂层(1)通过热喷涂、等离子体喷涂、磁控溅射工艺加工制成。
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有钛氧化物基陶瓷涂层的电极，包括钛氧化物基陶瓷涂层和电极基体，所述钛氧化物基陶瓷涂层包覆在电极基体的外层，所述钛氧化物基陶瓷涂层由马格涅列相钛氧化物（TinO2n-1，4≤n≤10）、或其与其他元素掺杂项组成。具有导电性良好：电阻率大于1200S/cm；抗腐蚀性好：耐磨性能优良：维氏硬度大于200Hv；易加工：由于电极基体为金属或者金属合金材质，易于加工成各种形状，成本低廉，电极材料对人体无害由于涂覆层钛氧陶瓷材质本身的特点，其对人体无毒无害，是一类绿色的电极材料。
【IPC分类】H01M4/62, H01M4/04, H01M4/38
【公开号】CN205141075
【申请号】CN201520835301
【发明人】庞胜利, 赵程, 沈湘黔, 潘铁政, 陈涛, 范景波
【申请人】苏州攀特电陶科技股份有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年10月27日