具有鈦氧化物基陶瓷涂層的電極的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電子器件領(lǐng)域，特別涉及一種具有鈦氧化物基陶瓷涂層的電極。
【背景技術(shù)】
[0002]便攜式和可穿戴式設(shè)備通常由電池供電，這些電池的電量可以支持設(shè)備1-5天的運轉(zhuǎn)。當電池使用完畢時，通常需要用外接電源給電池充電。隨著人們對設(shè)備的使用越來越頻繁，電池的充電頻率也越來越高，這對充電用外接電源與上述電子設(shè)備連接的可靠性提出了挑戰(zhàn)。一般的便攜式設(shè)備和可穿戴設(shè)備是利用鍍金的銅柱做為電極與外接電源接觸并連接。這種電極的耐磨性和耐腐蝕性不能滿足充電頻次變高的要求。此外，在電極接觸皮膚的可穿戴設(shè)備的日常使用中，皮膚上的汗液會導(dǎo)致正負電極間的短路，從而加速電極的腐蝕。電極的腐蝕與磨損導(dǎo)致電極導(dǎo)電性能的下降、損耗的上升，降低了充電效率。因此，開發(fā)耐人體汗液腐蝕性好、低成本，耐磨性好的電極對便攜式和可穿戴設(shè)備的應(yīng)用具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述缺陷，本實用新型提供了一種具有耐腐蝕和耐磨性好，導(dǎo)電率高、成本低廉、易加工、對人體無害等優(yōu)點的具有鈦氧化物基陶瓷涂層的電極。
[0004]本實用新型為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種具有鈦氧化物基陶瓷涂層的電極，包括鈦氧化物基陶瓷涂層和電極基體，所述鈦氧化物基陶瓷涂層包覆在電極基體的外層，所述鈦氧化物基陶瓷涂層由馬格涅列相鈦氧化物10)、或其與其他元素摻雜項組成。
[0005]作為本實用新型的進一步改進，所述鈦氧化物基陶瓷涂層的厚度為5nm-5mm。
[0006]作為本實用新型的進一步改進，所述電極基體為鈦、鈦合金、鋁、鋁合金、不銹鋼、銅、銅合金等金屬或金屬合金
[0007]作為本實用新型的進一步改進，所述電極形狀可以為棒狀、長條狀、圓臺狀、圓錐狀、網(wǎng)狀、片狀。
[0008]作為本實用新型的進一步改進，所述陶瓷涂層通過熱噴涂、等離子體噴涂、磁控濺射加工制成。
[0009]本實用新型的有益效果是:本實用新型具有以下優(yōu)點:
[0010]1、導(dǎo)電性良好:電導(dǎo)率大于1200 S/cm；
[0011 ] 2、抗腐蝕性好:42%濃度的H2SO4溶液中，50°C下腐蝕率小于0.02g/m2/day ； 3、耐磨性能優(yōu)良:維氏硬度大于200 Hv; 4、易加工:由于電極基體為金屬或者金屬合金材質(zhì)，易于加工成各種形狀，在此基礎(chǔ)進行陶瓷電極的涂覆，使得該類電極能夠根據(jù)電子器件實際需求靈活設(shè)計器形狀；
[0012]5、成本低廉:所述電極基體和涂覆層材質(zhì)均廉價易得，制備工藝為工業(yè)上已廣泛使用的熱噴涂、等離子體噴涂和磁控濺射等工藝；
[0013]6、電極材料對人體無害:由于涂覆層鈦氧陶瓷材質(zhì)本身的特點，其對人體無毒無害，是一類綠色的電極材料。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)不意圖；
[0015]圖中標示:1_鈦氧化物基陶瓷涂層;2-電極基體。
【具體實施方式】
[0016]為了加深對本實用新型的理解，下面將結(jié)合實施例和附圖對本實用新型作進一步詳述，該實施例僅用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型保護范圍的限定。
[0017]圖1示出了本實用新型一種具有鈦氧化物基陶瓷涂層的電極的一種實施方式，包括鈦氧化物基陶瓷涂層1和電極基體2，所述鈦氧化物基陶瓷涂層1包覆在電極基體2的外層。所述鈦氧化物基陶瓷涂層1的厚度為5nm-5mm。所述電極基體2為鈦、鈦合金、鋁、鋁合金、不銹鋼等金屬或金屬合金所述電極基體2形狀為棒狀、長條狀、圓臺狀、圓錐狀、網(wǎng)狀、片狀。所述電極基體2通過熱噴涂、等離子體噴涂、磁控濺射加工制成。
[0018]其制備過程如下:
[0019]1、鈦氧化物基陶瓷涂層包覆TC4型鈦合金電極棒制備
[0020]1)將直徑為10 mm，長50 mm的TC4型鈦合金電極棒先后進行丙酮、酒精和去離子水超聲波清洗來清潔電極棒表面，其中超聲波的功率為800 W，三種液體中的超聲清洗時間均為15min;
[0021]2)采用熱噴涂工藝將適量馬格涅列相鈦氧化物噴涂到鈦合金電極棒表面，其中噴涂溫度為1980 °C，噴涂時間為lmin，本底真空度小于0.1 Pa。即得到馬格涅列相陶瓷涂層包覆TC4型鈦合金電極棒，其中涂層厚度約為5ym，Ti407和Ti509相含量占涂層總質(zhì)量的60%以上。
[0022]2、Nd摻雜的馬格涅列相陶瓷涂層包覆不銹鋼電極片制備
[0023]1)將尺寸為40*40*5 mm(長*寬*厚)的不鎊鋼電極片先后進彳丁丙酬、酒精和去尚子水超聲波清洗來清潔不銹鋼電極片表面，其中超聲波的功率為800 W，三種液體的超聲清洗時間均為20min;
[0024]2)采用磁控濺射工藝將適量Nd摻雜的馬格涅列相鈦氧化物材料濺射到不銹鋼電極表面，其中Nd摻雜量為濺射靶材中Ti摩爾含量的0.1%，不銹鋼基體的溫度為800°C，濺射靶與不銹鋼基本的距離為74毫米，濺射本體真空度為0.3 Pa，濺射時間為30min。按照上述濺射參數(shù)分別對不銹鋼基體的上下面進行包覆，即得到Nd摻雜的馬格涅列相相陶瓷涂層包覆不銹鋼的電極片，其中涂層厚度約為lym，Nd摻雜Ti407和Ti509相含量占涂層總質(zhì)量的60%以上。
【主權(quán)項】
1.一種具有鈦氧化物基陶瓷涂層的電極，其特征在于:包括鈦氧化物基陶瓷涂層(1)和電極基體(2)，所述鈦氧化物基陶瓷涂層(1)包覆在電極基體(2)的外層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有鈦氧化物基陶瓷涂層的電極，其特征在于:所述鈦氧化物基陶瓷涂層(1)的厚度為5nm-5mm03.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有鈦氧化物基陶瓷涂層的電極，其特征在于:所述電極基體(2)為鈦、鈦合金、招、招合金、不銹鋼、銅、銅合金的金屬或金屬合金。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有鈦氧化物基陶瓷涂層的電極，其特征在于:所述電極基體(2)形狀為棒狀、長條狀、圓臺狀、圓錐狀、網(wǎng)狀、片狀。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有鈦氧化物基陶瓷涂層的電極，其特征在于:所述陶瓷涂層(1)通過熱噴涂、等離子體噴涂、磁控濺射工藝加工制成。
【專利摘要】本實用新型公開了一種具有鈦氧化物基陶瓷涂層的電極，包括鈦氧化物基陶瓷涂層和電極基體，所述鈦氧化物基陶瓷涂層包覆在電極基體的外層，所述鈦氧化物基陶瓷涂層由馬格涅列相鈦氧化物（TinO2n-1，4≤n≤10）、或其與其他元素摻雜項組成。具有導(dǎo)電性良好：電阻率大于1200S/cm；抗腐蝕性好：耐磨性能優(yōu)良：維氏硬度大于200Hv；易加工：由于電極基體為金屬或者金屬合金材質(zhì)，易于加工成各種形狀，成本低廉，電極材料對人體無害由于涂覆層鈦氧陶瓷材質(zhì)本身的特點，其對人體無毒無害，是一類綠色的電極材料。
【IPC分類】H01M4/62, H01M4/04, H01M4/38
【公開號】CN205141075
【申請?zhí)枴緾N201520835301
【發(fā)明人】龐勝利, 趙程, 沈湘黔, 潘鐵政, 陳濤, 范景波
【申請人】蘇州攀特電陶科技股份有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年10月27日