CN109448884A - 一种电极离子迁移管的电极材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电极材料领域，具体涉及一种电极离子迁移管的电极材料及其制备方法。包括以下质量份组分，碳15‑20份，二氧化硅12‑18份，MoCr粉末10‑12份、Cu粉末8‑9份，分散剂2‑5份，助剂4‑7份。通过将碳和无水乙醇超声分散处理2‑4小时，保持温度在60‑80℃，搅拌2‑3小时，静置，过滤，干燥，得纳米碳；将MoCr粉末和Cu粉末混合，用玛瑙球和去离子水作为球磨介质进行二次球磨处理，而后进行一次煅烧；将上述所得和二氧化硅、分散剂和助剂混合并加入去离子水进行搅拌，搅拌均匀后送入超声处理，超声处理后烘干、造粒，然后进行压制、煅烧，最后得到电极材料。所述电极材料可以有效分散，改善离子和电子的扩散传输，提高电池的性能，且本发明的材料来源广泛，制备工艺简单。

Description

一种电极离子迁移管的电极材料及其制备方法
技术领域
本发明属于电极材料领域，具体涉及一种电极离子迁移管的电极材料及其制备方法。
背景技术
离子迁移管是离子迁移谱的主要分析部件，其主要通过电极片和绝缘环交替叠加后形成圆柱形管道，在管道的一端放置离子接收盘接收待测离子，另一端设有离子门装置，控制待测离子进入离子迁移管，在分析的时候离子迁移管需通过电极片产生沿迁移管轴向均匀变化的电场，常见电场强度变化为220～240V/cm，一般使用的是金属环加聚四氟乙烯或者陶瓷环作为金属环之间的绝缘层，一般金属环厚度在1mm左右，绝缘层厚度6mm左右。而电极片的厚度和密度直接影响到迁移管中的电场变化的均匀度，电极片越薄，电极片的密度越大，越有利于在离子迁移管内形成稳定的变化均匀的电场，均匀变化的电场有利于提高离子迁移谱的分离效果和灵敏度。正因为此，很多研究人员将金属环电极边缘斜切成楔形以得到相对轻薄的电极边缘，以此提高电场的均匀度，但此方法能够得到的效果有限，电极厚度仍然在毫米级，并不能极大的提高离子迁移谱的性能，并且电极和绝缘环交替安装，要求绝缘环和电极片的加工精度极高，电极的加工误差叠加上绝缘环的加工误差使得装配误差大大增加，而这种误差的增加，也增加了离子迁移管中电场不均匀的可能性。
申请号为201810387191.X的发明专利公开了一种一种印刷电路离子迁移管，包括PDMS电路板叠片和套管；所述PDMS电路板叠片包括片状PDMS板、电极片和电阻；所述片状PDMS板的中部包括用于配置所述套管的中空部，所述电极片通过印刷电路工艺配置在所述片状PDMS板的一个面上；所述电极片为圆形，位于所述片状PDMS板的边缘包括至少两个电极片引线槽，所述电极片引线槽内包括焊点，所述焊点与所述电极片电连接；若干所述PDMS电路板叠片通过所述套管并将所述电极片同向地配置在一起，所述电阻通过焊点跨接于相邻的两个引线槽上。但是该印刷电路离子迁移管电极的制作成本较高，且性能相对较差。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种电极离子迁移管的电极材料及其制备方法，所述电极材料可以有效分散，改善离子和电子的扩散传输，提高电池的性能，且本发明的材料来源广泛，制备工艺简单。
为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：
一种电极离子迁移管的电极材料，包括以下质量份组分，碳15-20份，二氧化硅12-18份，MoCr粉末10-12份、Cu粉末8-9份，分散剂2-5份，助剂4-7份。
优选地，所述的一种电极离子迁移管的电极材料，包括以下质量份组分，碳18份，二氧化硅16份，MoCr粉末11份、Cu粉末8份，分散剂4份，助剂6份。
一种电极离子迁移管的电极材料的制备方法，包括以下步骤：第一步，称取原料；第二步，将碳和无水乙醇超声分散处理2-4小时，保持温度在60-80℃，搅拌2-3小时，静置，过滤，干燥，得纳米碳；第三步，将MoCr粉末和Cu粉末混合，用玛瑙球和去离子水作为球磨介质进行二次球磨处理，而后进行一次煅烧；第四步，将第二步和第三步所得的物料和二氧化硅、分散剂和助剂混合并加入去离子水进行搅拌，搅拌均匀后送入超声处理，超声处理后烘干、造粒，然后进行压制、煅烧，最后得到电极材料。
优选地，所述纳米碳的粒径为50-100纳米。
优选地，所述煅烧温度为1000-1200℃，煅烧时间为30分钟。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
所述电极材料可以有效分散，改善离子和电子的扩散传输，提高电池的性能。本发明的材料来源广泛，制备工艺简单。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细说明。但本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件按照说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1
一种电极离子迁移管的电极材料，包括以下质量份组分，碳15份，二氧化硅12份，MoCr粉末10份、Cu粉末8份，分散剂2份，助剂4份。
一种电极离子迁移管的电极材料的制备方法，包括以下步骤：第一步，称取原料；第二步，将碳和无水乙醇超声分散处理2小时，保持温度在60℃，搅拌2小时，静置，过滤，干燥，得纳米碳；第三步，将MoCr粉末和Cu粉末混合，用玛瑙球和去离子水作为球磨介质进行二次球磨处理，而后进行一次煅烧；第四步，将第二步和第三步所得的物料和二氧化硅、分散剂和助剂混合并加入去离子水进行搅拌，搅拌均匀后送入超声处理，超声处理后烘干、造粒，然后进行压制、煅烧，最后得到电极材料。
所述纳米碳的粒径为50纳米。
所述煅烧温度为1000℃，煅烧时间为分钟。
实施例2
一种电极离子迁移管的电极材料，包括以下质量份组分，碳15份，二氧化硅12份，MoCr粉末10份、Cu粉末8份，分散剂2份，助剂4份。
一种电极离子迁移管的电极材料的制备方法，包括以下步骤：第一步，称取原料；第二步，将碳和无水乙醇超声分散处理4小时，保持温度在80℃，搅拌3小时，静置，过滤，干燥，得纳米碳；第三步，将MoCr粉末和Cu粉末混合，用玛瑙球和去离子水作为球磨介质进行二次球磨处理，而后进行一次煅烧；第四步，将第二步和第三步所得的物料和二氧化硅、分散剂和助剂混合并加入去离子水进行搅拌，搅拌均匀后送入超声处理，超声处理后烘干、造粒，然后进行压制、煅烧，最后得到电极材料。
所述纳米碳的粒径为50纳米。
所述煅烧温度为1200℃，煅烧时间为30分钟。
实施例3
一种电极离子迁移管的电极材料，包括以下质量份组分，碳18份，二氧化硅16份，MoCr粉末11份、Cu粉末8份，分散剂4份，助剂6份。
一种电极离子迁移管的电极材料的制备方法，包括以下步骤：第一步，称取原料；第二步，将碳和无水乙醇超声分散处理3小时，保持温度在70℃，搅拌3小时，静置，过滤，干燥，得纳米碳；第三步，将MoCr粉末和Cu粉末混合，用玛瑙球和去离子水作为球磨介质进行二次球磨处理，而后进行一次煅烧；第四步，将第二步和第三步所得的物料和二氧化硅、分散剂和助剂混合并加入去离子水进行搅拌，搅拌均匀后送入超声处理，超声处理后烘干、造粒，然后进行压制、煅烧，最后得到电极材料。
所述纳米碳的粒径为100纳米。
所述煅烧温度为1100℃，煅烧时间为30分钟。
对比例1
步骤同实施例1，不同之处在于对比例1未添加碳。
一种电极离子迁移管的电极材料，包括以下质量份组分，二氧化硅12份，MoCr粉末10份、Cu粉末8份，分散剂2份，助剂4份。
一种电极离子迁移管的电极材料的制备方法，包括以下步骤：第一步，称取原料；第二步，将MoCr粉末和Cu粉末混合，用玛瑙球和去离子水作为球磨介质进行二次球磨处理，而后进行一次煅烧；第三步，将第二步所得的物料和二氧化硅、分散剂和助剂混合并加入去离子水进行搅拌，搅拌均匀后送入超声处理，超声处理后烘干、造粒，然后进行压制、煅烧，最后得到电极材料。
所述煅烧温度为1000℃，煅烧时间为30分钟。
对比例2
步骤同实施例2，不同之处在于对比例2未添加MoCr粉末和Cu粉末。
一种电极离子迁移管的电极材料，包括以下质量份组分，碳15份，二氧化硅12份，分散剂2份，助剂4份。
一种电极离子迁移管的电极材料的制备方法，包括以下步骤：第一步，称取原料；第二步，将碳和无水乙醇超声分散处理4小时，保持温度在80℃，搅拌3小时，静置，过滤，干燥，得纳米碳；第三步，将第二步所得的物料和二氧化硅、分散剂和助剂混合并加入去离子水进行搅拌，搅拌均匀后送入超声处理，超声处理后烘干、造粒，然后进行压制、煅烧，最后得到电极材料。
所述纳米碳的粒径为50纳米。
所述煅烧温度为1200℃，煅烧时间为30分钟。
对比例3
步骤同实施例3，不同之处在于对比例2未添加二氧化硅。
一种电极离子迁移管的电极材料，包括以下质量份组分，碳18份，MoCr粉末11份、Cu粉末8份，分散剂4份，助剂6份。
一种电极离子迁移管的电极材料的制备方法，包括以下步骤：第一步，称取原料；第二步，将碳和无水乙醇超声分散处理3小时，保持温度在70℃，搅拌3小时，静置，过滤，干燥，得纳米碳；第三步，将MoCr粉末和Cu粉末混合，用玛瑙球和去离子水作为球磨介质进行二次球磨处理，而后进行一次煅烧；第四步，将第二步和第三步所得的物料和分散剂、助剂混合并加入去离子水进行搅拌，搅拌均匀后送入超声处理，超声处理后烘干、造粒，然后进行压制、煅烧，最后得到电极材料。
所述纳米碳的粒径为100纳米。
所述煅烧温度为1100℃，煅烧时间为30分钟。
将实施例1～3和对比例1～3制备得到的成品进行性能测试，所得结果如下表所示：
由上表可知：本发明所得的电极材料可以有效分散，改善离子和电子的扩散传输，提高电池的性能。
以上所述，仅是本发明较佳的实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何细微修改、等同变化和修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种电极离子迁移管的电极材料，其特征在于，包括以下质量份组分，碳15-20份，二氧化硅12-18份，MoCr粉末10-12份、Cu粉末8-9份，分散剂2-5份，助剂4-7份。
2.根据权利要求1所述的一种电极离子迁移管的电极材料，其特征在于，包括以下质量份组分，碳18份，二氧化硅16份，MoCr粉末11份、Cu粉末8份，分散剂4份，助剂6份。
3.权利要求1所述的一种电极离子迁移管的电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，称取原料；第二步，将碳和无水乙醇超声分散处理2-4小时，保持温度在60-80℃，搅拌2-3小时，静置，过滤，干燥，得纳米碳；第三步，将MoCr粉末和Cu粉末混合，用玛瑙球和去离子水作为球磨介质进行二次球磨处理，而后进行一次煅烧；第四步，将第二步和第三步所得的物料和二氧化硅、分散剂和助剂混合并加入去离子水进行搅拌，搅拌均匀后送入超声处理，超声处理后烘干、造粒，然后进行压制、煅烧，最后得到电极材料。
4.根据权利要求3所述的一种电极离子迁移管的电极材料的制备方法，其特征在于，所述纳米碳的粒径为50-100纳米。
5.根据权利要求3所述的一种电极离子迁移管的电极材料的制备方法，其特征在于，所述煅烧温度为1000-1200℃，煅烧时间为30分钟。
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