[發明專利]石墨復合陰極及其制備方法

有效

• 申請號: 201511014013.5
• 申請日: 2015-12-31
• 公開（公告）號: CN105645982B
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發明（設計）人: 陳興宇;萬紅;華葉;白書欣;張為軍;劉卓峰
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: C04B35/83
• 分類號: C04B35/83;C04B35/81;C04B35/532
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 趙洪;黃麗

1.一種石墨復合陰極，其特征在于，所述石墨復合陰極主要以石墨粉和/或炭黑粉為基體材料、以碳纖維和/或SiC晶須為摻雜材料、以中溫瀝青為粘接劑制備而成；

按質量分數計，所述石墨粉和/或炭黑粉為60%～70%，所述碳纖維和/或SiC晶須為1%～15%，所述中溫瀝青為20%～30%。

2.根據權利要求1所述的石墨復合陰極，其特征在于，所述石墨粉包括石油焦石墨粉和鱗片石墨粉中的一種或兩種。

3.一種石墨復合陰極的制備方法，包括以下步驟：

（1）陰極材料的配料：分別稱量石墨粉和/或炭黑粉、碳纖維和/或SiC晶須、中溫瀝青作為陰極材料，其中，以石墨粉和/或炭黑粉為基體材料，以碳纖維和/或SiC晶須為摻雜材料；

（2）混合粉料的制備：將摻雜材料和分散劑加入水中，形成摻雜材料的分散液，在摻雜材料的分散液中加入基體材料和中溫瀝青粉，經球磨后，得到漿料，所得漿料經油浴蒸干，得到混合粉料；

（3）混合粉料的混捏：將混合粉料進行混捏，所得混合粉體進行破碎和過篩；

（4）混合粉體的成型：根據所需坯體尺寸，稱取過篩后的混合粉體進行壓制，然后對所得坯體進行等靜壓處理；

（5）坯體的浸漬與焙燒：在惰性氣體保護下，將等靜壓處理后的坯體先進行一次焙燒，一次焙燒后置于熔融瀝青中進行浸漬，浸漬后再進行二次焙燒；

（6）陰極加工：將二次焙燒后的坯體加工成預設尺寸的陰極，得到石墨復合陰極；

所述步驟（1）中，按質量分數計，所述石墨粉和/或炭黑粉為60%～70%，所述碳纖維和/或SiC晶須為1%～15%，所述中溫瀝青為20%～30%。

4.根據權利要求3所述的石墨復合陰極的制備方法，其特征在于，所述步驟（2）中，當所述摻雜材料為碳纖維時，所述分散劑為十二烷基苯磺酸鈉；當所述摻雜材料為SiC晶須時，所述分散劑為六偏磷酸鈉。

5.根據權利要求3所述的石墨復合陰極的制備方法，其特征在于，所述步驟（2）中，當所述摻雜材料為碳纖維時，所述碳纖維與所述分散劑的質量比為5～20∶1；當所述摻雜材料為SiC晶須時，所述SiC晶須與所述分散劑的質量比為10～50∶1。

6.根據權利要求3所述的石墨復合陰極的制備方法，其特征在于，所述步驟（3）中，所述混捏的溫度為130℃～160℃，所述混捏的時間為5min～30min，所述過篩為過120目篩。

7.根據權利要求3所述的石墨復合陰極的制備方法，其特征在于，所述步驟（4）中，所述壓制的壓力為120MPa～180MPa，所述壓制的時間為2min～4min；所述等靜壓處理的壓力為180MPa～250MPa，所述等靜壓處理的時間為1min～4min。

8.根據權利要求3所述的石墨復合陰極的制備方法，其特征在于，所述步驟（5）中，所述一次焙燒的溫度為900℃～1200℃，所述一次焙燒的時間為12h～48h；所述二次焙燒的溫度為900℃～1000℃，所述二次焙燒的時間為6h～24h。