[發(fā)明專利]碳材料及其制造方法、電化學(xué)電池、減氧裝置和冰箱

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310566034.2
• 申請(qǐng)日: 2013-11-14
• 公開（公告）號(hào): CN103811773A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 內(nèi)藤勝之;吉永典裕;真竹茂;赤坂芳浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社東芝
• 主分類號(hào): H01M4/90
• 分類號(hào): H01M4/90
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 王永紅

1.碳材料，其特征在于，

含有柱狀結(jié)構(gòu)體，所述柱狀結(jié)構(gòu)體是由包括碳原子的一部分被氮原子置換了的結(jié)構(gòu)的具有石墨烯骨架的碳化合物緊密地層疊而成，所述碳化合物的石墨烯骨架面相對(duì)于柱狀結(jié)構(gòu)的柱軸方向以5度以上80度以下的角度傾斜。

2.如權(quán)利要求1所述的碳材料，其特征在于，

所述碳化合物的石墨烯骨架面相對(duì)于柱狀結(jié)構(gòu)體的柱軸方向以10度以上60度以下的角度傾斜。

3.如權(quán)利要求1所述的碳材料，其特征在于，

所述柱狀結(jié)構(gòu)體具有端部帶有凹陷的中空結(jié)構(gòu)。

4.如權(quán)利要求1所述的碳材料，其特征在于，

所述碳化合物的石墨烯骨架面相對(duì)于柱狀結(jié)構(gòu)體的柱軸方向以5度以上80度以下的角度傾斜的化合物為所述碳化合物中的5％以上90％以下。

5.如權(quán)利要求1所述的碳材料，其特征在于，

柱狀結(jié)構(gòu)體的直徑為30nm至500nm。

6.如權(quán)利要求1所述的碳材料，其特征在于，

在所述石墨烯骨架的一部分碳原子上鍵合有氧原子。

7.如權(quán)利要求1所述的碳材料，其特征在于，還含有：

選自鐵、鈷和錳中的一種以上的金屬粒子、

選自鐵、鈷和錳中的一種以上的金屬離子、

選自單磷酸、寡磷酸及多磷酸的一種以上的磷化合物、或

鉑粒子中的至少任一種。

8.碳材料的制造方法，其特征在于，具有：

具有石墨烯面緊密重疊而成的結(jié)構(gòu)的碳纖維含有金屬粒子，使所述金屬粒子溶解的工序；以及

在所述工序后將碳原子的一部分置換為氮原子的工序。

9.如權(quán)利要求8所述的碳材料的制造方法，其特征在于，

所述將一部分碳原子置換為氮原子的工序包括：在包含高錳酸鉀的酸性溶液中對(duì)所述碳纖維進(jìn)行氧化處理，

在所述氧化處理后，用肼或氨溶液進(jìn)行處理并加熱。

10.電化學(xué)電池，其特征在于，具備：

正極、

負(fù)極、和

被所述正極和所述負(fù)極夾持的電解質(zhì)，

所述正極或所述負(fù)極包含碳材料，所述碳材料包括由含有碳原子的一部分被氮原子置換的結(jié)構(gòu)的具有石墨烯骨架的碳化合物緊密層疊而成的柱狀結(jié)構(gòu)體，所述碳化合物的石墨烯骨架面相對(duì)于柱狀結(jié)構(gòu)的柱軸方向以5度以上80度以下的角度傾斜。

11.如權(quán)利要求10所述的電化學(xué)電池，其特征在于，

所述電化學(xué)電池用于燃料電池單元、減氧單元、除濕單元或水電解單元。

12.如權(quán)利要求10所述的電化學(xué)電池，其特征在于，

所述負(fù)極包含硅粒子，所述電化學(xué)電池用于鋰二次電池。

13.減氧裝置，其特征在于，具備：

正極、

負(fù)極、和

被所述正極和所述負(fù)極夾持的電解質(zhì)，

還具有減氧容器，該減氧容器被在所述正極或負(fù)極中包含碳材料的電化學(xué)電池分隔，所述碳材料包括由含有碳原子的一部分被氮原子置換的結(jié)構(gòu)的具有墨烯骨架的碳化合物緊密層疊而成的柱狀結(jié)構(gòu)體，所述碳化合物的石墨烯骨架面相對(duì)于柱狀結(jié)構(gòu)的柱軸方向以5度以上80度以下的角度傾斜。

14.冰箱，其特征在于，具有減氧裝置，所述減氧裝置具備：

正極、

負(fù)極、和

被所述正極和所述負(fù)極夾持的電解質(zhì)，

還具有減氧容器，所述減氧容器被在所述正極或負(fù)極中包含碳材料的電化學(xué)電池分隔，所述碳材料包括由含有碳原子的一部分被氮原子置換的結(jié)構(gòu)的具有石墨烯骨架的碳化合物緊密層疊而成的柱狀結(jié)構(gòu)體，所述碳化合物的石墨烯骨架面相對(duì)于柱狀結(jié)構(gòu)的柱軸方向以5度以上80度以下的角度傾斜。