[发明专利]电子收集极材料及电子收集极的制备方法

摘要

本发明公开了一种电子收集极材料及电子收集极的制备方法，电子收集极材料包括石墨基体以及相对石墨基体表面渗入石墨基体内部的TiC，TiC为单质Ti与石墨基体中的碳原位反应形成，且形成于石墨基体的表面和填充于石墨基体的孔隙中。电子收集极的制备方法包括以下步骤：（1）制备收集极预制体：将钛源和熔盐介质混合后在惰性气氛下加热至熔融状态，得到熔融混合物，将石墨收集极坯体浸没于熔融混合物中，取出冷却后得到收集极预制体；（2）烧结：将步骤（1）所得的收集极预制体进行烧结，得到电子收集极。该电子收集极材料具有耐电子轰击、清洁性好、使用寿命长、导热及导电性好等优点，该电子收集极的制备方法工艺简单、成本低廉、可操作性强。 1

主权项

1.一种电子收集极的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备收集极预制体：将钛源和熔盐介质混合后在惰性气氛下加热至熔融状态，得到熔融混合物，将石墨收集极坯体浸没于所述熔融混合物中，取出冷却后得到收集极预制体；

(2)烧结：将步骤(1)所得的收集极预制体进行烧结，得到电子收集极；所述钛源为钛粉和六氟钛酸钾粉的混合物。

2.根据权利要求1所述的电子收集极的制备方法，其特征在于，钛粉和六氟钛酸钾粉的摩尔比为3∶1。

3.根据权利要求2所述的电子收集极的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述加热温度为800℃～1100℃，所述浸没时间为1h～5h。

4.根据权利要求3所述的电子收集极的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述烧结温度为2000℃～2400℃，时间为1h～2h。

5.根据权利要求1～4任一项所述的电子收集极的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述熔盐介质为KCl和NaCl的混合物，KCl和NaCl的摩尔比为1∶1。

6.根据权利要求1～4任一项所述的电子收集极的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述惰性气氛包括氩气气氛或氮气气氛。

7.一种如权利要求1～6任一项所述的制备方法制得的电子收集极，包括石墨基体，其特征在于，还包括相对石墨基体表面渗入石墨基体内部的TiC，所述TiC为单质Ti与石墨基体中的碳原位反应形成，所述TiC填充于所述石墨基体的孔隙中。

8.根据权利要求7所述的电子收集极，其特征在于，所述TiC从石墨基体表面到石墨基体内部存在成分递减梯度，深度为100μm～500μm。

9.根据权利要求8所述的电子收集极，其特征在于，还包括覆盖于石墨基体表面的TiC涂层，所述TiC涂层的厚度为10μm～30μm。

10.根据权利要求9所述的电子收集极，其特征在于，所述TiC涂层为单质Ti与石墨基体表面的碳原位反应形成。