微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)表面處理的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋰電池材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)表面處理的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片作為可長期儲(chǔ)備并具有更高比能量和比功率潛力的電化學(xué)體系而成為鋰系列電池研發(fā)的一個(gè)新興的重要方向。微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片的理論比能量遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的化學(xué)電源體系，是常規(guī)鋰電池能量的十倍以上。因金屬鋰很容易被水腐蝕析氫，造成容量的損失和安全隱患，目前的微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片主要采用微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片來保護(hù)金屬鋰。微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片是電子絕緣體，但是能夠在電場(chǎng)作用下實(shí)現(xiàn)鋰離子的傳導(dǎo)，由于膜層本身結(jié)構(gòu)致密，因此它能夠完全阻擋水分子的穿透，避免水直接接觸到金屬鋰的表面發(fā)生析氫放熱反應(yīng)。
[0003]目前，常規(guī)封裝微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片的方法大多通過熱熔膠封裝微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片，由于微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片與熱熔膠長時(shí)間處于有機(jī)電解液和水系電解液環(huán)境下會(huì)在界面發(fā)生脫離，這樣電池在長時(shí)間儲(chǔ)存及放電過程中從會(huì)有泄露失效甚至發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種具有牢固密封效果，保證與其它物質(zhì)密封后能夠長時(shí)間安全儲(chǔ)存的微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)表面處理的方法。
[0005]本發(fā)明包括如下技術(shù)方案:
[0006]微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)表面處理的方法，其特點(diǎn)是:包括以下制作步驟:
[0007]⑴先后對(duì)微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片表面進(jìn)行拋光、預(yù)處理；
[0008]⑵在預(yù)處理后的微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片一面上靠近四周處制作金屬過渡層，完成本發(fā)明微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片的制作過程。
[0009]本發(fā)明還可以采用如下技術(shù)措施:
[0010]所述微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片表面拋光過程包括:用5000?7000目的拋光砂紙，通過研磨拋光機(jī)在微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片一面進(jìn)行轉(zhuǎn)速80?150rpm、10?30min的拋光。
[0011]所述微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片預(yù)處理過程包括:
[0012]⑴在超聲波清洗機(jī)中，用乙醇或丙酮有機(jī)溶劑對(duì)微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片超聲浸泡5?30min，除去微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片的表面油污；
[0013]⑵將除去油污后的微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片在濃H2SOJK2Cr2O7洗液中浸泡I?20min ；
[0014]⑶用去離子水將洗液浸泡后的微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片超聲清洗3?6次，每次超聲清洗的時(shí)間為5?15min ；
[0015]⑷將清洗后的微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片置于真空干燥箱，50?100°C溫度下干燥3?12h，完成微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片的預(yù)處理過程。
[0016]所述步驟⑵中金屬過渡層的制作過程包括:
[0017]⑴采用磁控濺射設(shè)備，在惰性氣體Ar環(huán)境中，將與鋁塑膜粘接部位的微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片表面沉積一層鋁、鈦或鎳層作為金屬過渡層；
[0018]⑵對(duì)金屬過渡層分別進(jìn)行脫脂、出光和鈍化處理。
[0019]所述脫脂處理為將金屬過渡層在濃度為I?5%的C106脫脂液中浸泡10?60s，取出后用去離子水沖洗30?180s ;所述出光處理為將脫脂處理后的金屬過渡層在濃度為30?80%D140的出光液中浸泡5?30s，取出后用去離子水沖洗30?180s ;所述鈍化處理為將出光處理后的金屬過渡層在濃度為I?10%的B901鈍化液浸泡30?120s，取出后用去離子水沖洗30?180s。
[0020]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果:
[0021]本發(fā)明通過對(duì)微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片表面進(jìn)行拋光、預(yù)處理，除去了其表面附著的雜質(zhì)和油污，并在預(yù)處理過程中通過洗液除去表面不利基團(tuán)，增加了與其它物質(zhì)的結(jié)合力；采用磁控濺射方式在微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片一面周圍沉積一層金屬作為金屬過渡層，與其它物質(zhì)密封后具有牢固密封效果，保證與其它物質(zhì)密封后能夠長時(shí)間密封安全儲(chǔ)存。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明制作的微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片；
[0023]圖2是采用制作的水體系鋰電池的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖中:1_鋁塑膜，2-熱熔膠，3-金屬過渡層，4-微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片，5-金屬鋰。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為能進(jìn)一步公開本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點(diǎn)及功效，特例舉以下實(shí)例并結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說明如下。
[0026]微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)表面處理的方法，其特點(diǎn)是:包括以下制作步驟:
[0027]⑴先后對(duì)微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片表面進(jìn)行拋光、預(yù)處理；
[0028]⑵在預(yù)處理后的微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片一面上靠近四周處制作金屬過渡層，完成本發(fā)明微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片的制作過程。
[0029]所述微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片表面拋光過程包括:用5000?7000目的拋光砂紙，通過研磨拋光機(jī)在微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片一面進(jìn)行轉(zhuǎn)速80?150rpm、10?30min的拋光。
[0030]所述微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片預(yù)處理過程包括:
[0031]⑴在超聲波清洗機(jī)中，用乙醇或丙酮有機(jī)溶劑對(duì)微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片超聲浸泡5?30min，除去微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片的表面油污；
[0032]⑵將除去油污后的微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片在濃H2SOfK2Cr2O7洗液中浸泡I?20min ；
[0033]⑶用去離子水將洗液浸泡后的微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片超聲清洗3?6次，每次超聲清洗的時(shí)間為5?15min ；
[0034]⑷將清洗后的微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片置于真空干燥箱，50?100°C溫度下干燥3?12h，完成微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片的預(yù)處理過程。
[0035]所述步驟⑵中金屬過渡層的制作過程包括:
[0036]⑴采用磁控濺射設(shè)備，在惰性氣體Ar環(huán)境中，將與鋁塑膜粘接部位的微晶玻璃陶瓷電解質(zhì)片表面沉積一層鋁、鈦或鎳層作為金屬過渡層；
[0037]⑵對(duì)金屬過渡層分別進(jìn)行脫脂、出光和鈍化處理。
[0038]所述脫脂處理為將金屬過渡層在濃度為I?5%的C106脫脂液中浸泡10?60s，取出后用去離子水沖洗30?180s ;所述出光處理為將脫脂處理后的金屬過渡層在濃度為30?80%D140的出光液中浸泡5?30