[發(fā)明專利]一種用于透明儲(chǔ)能電池集流體與電極材料之間抗氫增強(qiáng)保護(hù)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211072795.8
• 申請(qǐng)日: 2022-09-02
• 公開（公告）號(hào): CN115472925A
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉偉慶;徐小波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南昌航空大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M10/42
• 分類號(hào): H01M10/42;H01M10/38;H01M4/04;H01M4/66;H01M4/70;C25D3/02;C25D7/00;C25D9/02
• 代理公司: 南昌洪達(dá)專利事務(wù)所 36111
• 代理人: 溫超

本發(fā)明公開了一種用于透明儲(chǔ)能電池集流體與電極材料之間抗氫增強(qiáng)保護(hù)方法，包括首先在導(dǎo)電透明集流體上涂敷電極材料，高溫?zé)Y(jié)成電極材料薄膜；其次，配置電沉積高分子抗氫保護(hù)層所需的電解液溶液；再將電解液溶液放入玻璃電解池，以透明集流體上的電極材料薄膜為工作電極，鉑片為對(duì)電極，飽和甘汞為參比電極，以100mv/s的掃速在0～+1.5v電壓下掃60～80圈，掃描完成后將工作電極用乙醇沖洗，并在空氣中150攝氏度下固化30分鐘得到“保護(hù)層+導(dǎo)電透明集流體/電極材料”結(jié)構(gòu)，本發(fā)明通過電化學(xué)方法在導(dǎo)電透明集流體與電極材料之間制備電聚合高分子抗氫保護(hù)層，構(gòu)筑以透明集流體為電極的電池，可以在此電池上進(jìn)行透光性實(shí)驗(yàn)，并且使得透明集流體的應(yīng)用得到擴(kuò)展。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域，尤其涉及一種用于透明儲(chǔ)能電池集流體與電極材料之間抗氫增強(qiáng)保護(hù)方法。

背景技術(shù)

水系離子電池由于具有成本低廉，安全性高，離子遷移快等特點(diǎn)在當(dāng)前研究中越來越受到重視。在傳統(tǒng)的水系氫離子儲(chǔ)能電池中，其工作電極基底常采用銅片、鈦片、鈦板等不透明材料作為集流體涂敷電極材料，這使得在對(duì)電池進(jìn)行檢測(cè)與查看時(shí)不能直接觀察，需要借助其它復(fù)雜技術(shù)手段。

直接通過燒結(jié)的方法直接在透明導(dǎo)電集流體上制備電極材料，這種“透明導(dǎo)電集流體/電極材料”異質(zhì)結(jié)構(gòu)獨(dú)特、性能出眾，其最大的優(yōu)勢(shì)是在寬波段近乎透明，為儲(chǔ)能電池中常用的其它材料所不具備的，同時(shí)，制備過程不需要導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑，減少其帶來的副反應(yīng)，不需要復(fù)雜昂貴的設(shè)備，做到一步制備。水系氫離子電池中廣泛使用酸性電解液，能提供大量氫離子。水系離子儲(chǔ)能電池采用這種“透明導(dǎo)電集流體/電極材料”異質(zhì)結(jié)構(gòu)時(shí)，由于氫離子對(duì)導(dǎo)電透明集流體與電極材料之間界面腐蝕攻擊，造成結(jié)構(gòu)、性能失效。因此水系氫離子電池中目前還不能使用“透明導(dǎo)電集流體/電極材料”異質(zhì)結(jié)構(gòu)作為電極。本發(fā)明以獨(dú)特的原位電活性觸發(fā)聚合高分子層保護(hù)技術(shù)，可以使得透明基底與電極材料之間更加穩(wěn)定，抑制氫離子攻擊，制備一種耐氫離子沖擊、抗剝離的負(fù)極材料/導(dǎo)電基底的高性能的核心負(fù)極部件，使得水系透明儲(chǔ)能電池獲得可觀的容量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提供一種用于透明儲(chǔ)能電池集流體與電極材料之間抗氫增強(qiáng)保護(hù)方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：一種用于透明儲(chǔ)能電池集流體與電極材料之間抗氫增強(qiáng)保護(hù)方法，該包括以下步驟：

(1)在導(dǎo)電透明集流體上涂敷電極材料，高溫?zé)Y(jié)成電極材料薄膜；

(2)配置電沉積高分子抗氫保護(hù)層所需的電解液溶液；

(3)將步驟(2)中的電解液溶液放入玻璃電解池，以步驟(1)中的透明集流體上的電極材料薄膜為工作電極，鉑片為對(duì)電極，飽和甘汞為參比電極，以100mv/s的掃速在0～+1.5v電壓下掃60～80圈，掃描完成后將工作電極用乙醇沖洗，并在空氣中150攝氏度下固化30分鐘得到“電聚合高分子抗氫保護(hù)層+導(dǎo)電透明集流體/電極材料”結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述步驟(1)中使用的導(dǎo)電透明集流體為F摻雜SnO₂導(dǎo)電玻璃、F摻雜氧化銦錫導(dǎo)電玻璃、F摻雜摻Al氧化鋅透明導(dǎo)電玻璃和F摻雜柔性高分子導(dǎo)電薄膜中的一種。

優(yōu)選的，所述步驟(2)中的電解液溶液為含有聚苯醚電聚合高分子溶液。

優(yōu)選的，所述步驟(3)中的“保護(hù)層+導(dǎo)電透明集流體/電極材料”結(jié)構(gòu)與正極材料組成半電池或全電池，在醋酸酸性溶液中獲得充放電容量。

本發(fā)明有益效果：

1.本發(fā)明通過電化學(xué)方法得到電聚合高分子抗氫保護(hù)層，制備一種耐氫離子沖擊、抗剝離的負(fù)極材料/導(dǎo)電基底的高性能的核心負(fù)極部件，解決在水系離子儲(chǔ)能電池中導(dǎo)電透明集流體與電極材料之間易受電解液中氫離子攻擊導(dǎo)致電極材料脫落集流體的問題。