[發(fā)明專利]一種濕法紡絲制備纖維素基碳纖維的方法及其在鋰離子電池中的應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611188931.4
• 申請(qǐng)日: 2016-12-21
• 公開（公告）號(hào): CN108232107A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳艷華;那海寧;王曉燕;王瑄;王建華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所;浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號(hào): H01M4/13
• 分類號(hào): H01M4/13;H01M4/139;H01M4/36;H01M4/62
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 杜軍

1.一種濕法紡絲制備纖維素基碳纖維的方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

步驟(1)、紡絲液配置：

將干燥的纖維素加入到一定量的二甲基乙酰胺DMAc溶劑中，在保護(hù)氣體下150～165℃處理20～30min，然后冷卻至100℃后并加入預(yù)先稱量的LiCl，接著在80℃下連續(xù)攪拌10～40min至纖維素完全溶解；由于得到的纖維素溶液含有雜質(zhì)和氣泡，經(jīng)過過濾和脫泡處理制得透明的纖維素溶液，其中纖維素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5～15﹪，LiCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3～18﹪；

步驟(2)、濕法紡絲：

將步驟(1)獲得的纖維素溶液喂到計(jì)量泵中，調(diào)整擠出量參數(shù)，經(jīng)過噴絲頭噴出后直接進(jìn)入凝固浴，并牽伸、卷繞、干燥形成初生絲條；

步驟(3)、纖維碳化：

將干燥后的纖維素纖維放入氣氛爐中碳化處理加熱至600～1200℃，冷卻后得到纖維素基碳纖維材料。

2.如權(quán)利要求1所述的一種濕法紡絲制備纖維素基碳纖維的方法，其特征在于步驟(1)所述的纖維素為植物纖維素中的任一種，聚合度為400～1300。

3.如權(quán)利要求1所述的一種濕法紡絲制備纖維素基碳纖維的方法，其特征在于步驟(2)所述的牽伸率為20～50％。

4.如權(quán)利要求1所述的一種濕法紡絲制備纖維素基碳纖維的方法，其特征在于步驟(2)所述纖維素纖維絲條成型條件為：纖維素纖維絲條在凝固浴中深度為10～400mm；凝固浴的溫度為18～35℃，凝固浴的組成為H₂O。

5.如權(quán)利要求1所述的一種濕法紡絲制備纖維素基碳纖維的方法，其特征在于所述的保護(hù)氣體為氮?dú)狻鍤饣蚝狻?/p>

6.如權(quán)利要求1所述的一種濕法紡絲制備纖維素基碳纖維的方法，其特征在于步驟(3)將得到的纖維素纖維在保護(hù)氣體中由常溫開始升溫，以1～20℃/min速率升溫至200～350℃，并在此溫度下保溫1～3h，然后以1～20℃/min速率升溫至600～1200℃，保溫1～3h，自然降溫至常溫后取出即得到碳纖維材料。

7.如權(quán)利要求1所述的方法制備得到的纖維素基碳纖維，作為負(fù)極材料在鋰離子電池中的應(yīng)用。