[發(fā)明專利]碳纖維/碳納米管復(fù)合膜及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510308966.6
• 申請日: 2015-06-08
• 公開（公告）號: CN104882588A
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王斌;程建麗;黃玲
• 申請（專利權(quán)）人: 中國工程物理研究院化工材料研究所
• 主分類號: H01M4/133
• 分類號: H01M4/133;H01M4/1393;H01M4/583;H01M10/0525
• 代理公司: 四川省成都市天策商標(biāo)專利事務(wù)所 51213
• 代理人: 伍孝慈

1.一種碳纖維/碳納米管復(fù)合膜的制備方法，其特征在于該制備方法包括以下步驟：

步驟A：聚丙烯腈/碳納米管復(fù)合膜的制備

將聚丙烯腈加入有機(jī)溶劑N,N-二甲基甲酰胺中，加熱至溫度30～60℃，攪拌至聚丙烯腈全部溶解，配置得質(zhì)量分?jǐn)?shù)7～12％的聚丙烯腈溶液；隨后將聚丙烯腈重量計(jì)0～20％的碳納米管加入聚丙烯腈溶液中，繼續(xù)攪拌，接著將該溶液靜電紡絲得到所述的聚丙烯腈/碳納米管復(fù)合膜；

步驟B：聚丙烯腈/碳納米管復(fù)合膜的預(yù)氧化和碳化將步驟A的聚丙烯腈/碳納米管復(fù)合膜在溫度200～300℃下預(yù)氧化0.5～8h，接著在溫度600～1100℃下碳化1～12h，得到所述的碳纖維/碳納米管復(fù)合膜。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維/碳納米管復(fù)合膜的制備方法，其特征在于所述的聚丙烯腈的分子量為20000～150000Da。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維/碳納米管復(fù)合膜的制備方法，其特征在于將聚丙烯腈重量計(jì)0～20％的碳納米管加入聚丙烯腈溶液后的攪拌時(shí)間為0.5～30h。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維/碳納米管復(fù)合膜的制備方法，其特征在于所述的靜電紡絲的參數(shù)設(shè)置如下：電壓，12～25KV；溶液推進(jìn)速度，0.1～1mL/h；纖維收集距離，10～25cm；纖維收集的方式為平板收集、滾筒收集、滾輪收集或鋁絲收集。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維/碳納米管復(fù)合膜的制備方法，其特征在于所述的預(yù)氧化是在氧氣或空氣的氣氛下進(jìn)行。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維/碳納米管復(fù)合膜的制備方法，其特征在于所述的碳化是在氮?dú)狻鍤狻⒑狻⒛蕷狻㈦礆饣螂瘹獾臍夥障逻M(jìn)行。

7.一種由權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的碳纖維/碳納米管復(fù)合膜的制備方法制備而得的碳纖維/碳納米管復(fù)合膜，其特征在于碳納米管均勻的嵌在碳纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，碳纖維的直徑為0.1～10μm。

8.一種鋰離子電池負(fù)極材料，其特征在于將權(quán)利要求7所述的碳纖維/碳納米管復(fù)合膜裁剪后作為鋰離子電池負(fù)極材料。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋰離子電池負(fù)極材料，其特征在于所述的碳纖維/碳納米管復(fù)合膜裁剪后的形狀為圓片、圓環(huán)、長方形、正方形或電纜型。