[發明專利]提升碳纖維布的親水性及導電性的方法

在審

• 申請號: 201610150125.1
• 申請日: 2016-03-16
• 公開（公告）號: CN107201508A
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 邱國峰;呂晃志;陳亭竹;柯紹仁;謝豐州
• 申請（專利權）人: 臺灣神戶電池股份有限公司
• 主分類號: C23C16/513
• 分類號: C23C16/513;C08F8/00;H01M2/16
• 代理公司: 北京泰吉知識產權代理有限公司11355
• 代理人: 張雅軍

技術領域

本發明涉及一種提升碳纖維布的親水性及導電性的方法，特別是涉及一種通過電漿處理提升碳纖維布的親水性及導電性的方法。

背景技術

中國臺灣專利I318243公開一種疏水性含碳材料的制法，是為了要得到一薄膜電極的氣體擴散層以及進一步應用于燃料電池中，所以使用電漿對活性碳纖維進行改質，以增加其疏水性。經電漿改質的活性碳纖維具有優異的疏水性，并可維持良好的多孔性供氣體擴散，可有效提高燃料電池的功率輸出。

然而，所述疏水性含碳材料的應用有限，無法適用于各種領域，例如以鉛酸電容電池領域來說，因鉛酸電容電池的電極是直接與硫酸電解液接觸，所以所述疏水性含碳材料并不適合應用在鉛酸電池電容中。

基于上述，仍有必要提出一種新穎的碳纖維布的改質方法。

發明內容

本發明的目的即在于提供一種提升碳纖維布的親水性及導電性的方法。

本發明提升碳纖維布的親水性及導電性的方法，包含以下步驟：

對一碳纖維布施予一電漿處理，使所述碳纖維布與一親水性物質反應而于所述碳纖維布上形成親水性官能基團，以及使所述碳纖維布中的碳纖維斷裂而形成松散結構，且所述碳纖維布經電漿處理后的親水性及導電性大于所述碳纖維布電漿處理前的親水性及導電性。

本發明提升碳纖維布的親水性及導電性的方法,還包含一在所述電漿處理之后的熱處理。

本發明提升碳纖維布的親水性及導電性的方法，所述熱處理的溫度范圍為120至170℃。

本發明提升碳纖維布的親水性及導電性的方法，所述電漿處理對所述碳纖維布的單位時間處理面積范圍為222mm²/sec至318mm²/sec。

本發明提升碳纖維布的親水性及導電性的方法，所述電漿處理對碳纖維布的單位面積處理功率量范圍為3.18W/mm²至63.6W/mm²。

本發明提升碳纖維布的親水性及導電性的方法，當進行所述電漿處理時，所述電漿處理使得所述碳纖維布的表面的溫度范圍為50至90℃。

本發明提升碳纖維布的親水性及導電性的方法，所述親水性物質是含氧的物質。

本發明提升碳纖維布的親水性及導電性的方法，所述含氧的物質是源自于大氣、氧氣電漿，或此等一組合。

本發明提升碳纖維布的親水性及導電性的方法，所述電漿處理的電漿是選自于氮氣電漿、氧氣電漿、氦氣電漿、氬氣電漿，或上述的一組合。

本發明提升碳纖維布的親水性及導電性的方法，所述電漿處理的功率范圍為50瓦至700瓦。

本發明的有益的效果在于：通過所述電漿處理使所述碳纖維布與所述親水性物質反應而于所述碳纖維布上形成親水性官能基團，

因此提升所述碳纖維布的親水性，以及通過所述電漿處理使所述碳纖維布中的碳纖維斷裂而形成松散結構，因此提升所述碳纖維布的導電性。

附圖說明

圖1是實施例1至4在氮氣(N₂)環境下的傅里葉轉換紅外光譜圖；

圖2是實施例1至4在大氣環境下的傅里葉轉換紅外光譜圖；

圖3是實施例1以及比較例1的鈕扣型電池充放電測試結果，為在充放電電流密度為1.5mA/cm²時的一比電容對充放電電流密度的關系圖；

圖4是實施例1的掃描式電子顯微鏡的照片；

圖5是實施例2的掃描式電子顯微鏡的照片；

圖6是實施例3的掃描式電子顯微鏡的照片；及

圖7是實施例4的掃描式電子顯微鏡的照片。

具體實施方式

以下將就本發明內容進行詳細說明：

于本文中，所述親水性官能基團例如但不限于：C＝O、O-C-O、COOH、OH等。所述碳纖維布的種類并無特別限制，只要經電漿處理后能使碳纖維布中的多數碳纖維被活化并與所述親水性物質反應而于所述碳纖維上連接親水性官能基團，以及經電漿處理能使所述碳纖維斷裂而產生松散結構的碳纖維布皆適用。較佳的，所述碳纖維布為活性碳纖維布(activated carbon fiber)。所述親水性物質并無特別限制，只要能與電漿處理后碳纖維布中被活化的碳纖維反應并形成親水性官能基團的親水性物質皆適用。較佳地，所述親水性物質是含氧的物質。較佳地，所述含氧的物質是源自于大氣、氧氣電漿，或上述的一組合。