[發明專利]垂直排列碳納米管的制造方法以及使用這些納米管作為電極的電化學電容器

在審

• 申請號: 201880056255.6
• 申請日: 2018-08-23
• 公開（公告）號: CN111356650A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 熱雷米·德卡爾龐特里;塞德里克·德格蘭吉;奧雷利安·博伊塞特;馬丁內·邁內;馬蒂厄·皮諾;弗朗索瓦·陳·文;福阿德·加穆塞
• 申請（專利權）人: 納瓦科技公司;原子能和替代能源委員會;國立圖爾大學
• 主分類號: C01B32/158
• 分類號: C01B32/158;C01B32/16;H01G11/28;H01G11/36;H01G11/86;H01M4/133
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 孫微;孫進華

1.一種復合材料，包括位于基底上的垂直排列碳納米管(VACNT)，其特征在于，所述復合材料包括沉積于所述納米管的外表面上的無序額外碳。

2.根據權利要求1所述的復合材料，其特征在于，所述無序額外碳包括石墨區域。

3.根據權利要求1或權利要求2中任一項所述的復合材料，其特征在于，基于所述碳納米管的質量，所述復合材料包含至少10％、優選至少30％、甚至更優選至少50％的無序額外碳。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的復合材料，其特征在于，基于所述碳納米管的質量，所述復合材料包含不超過90％、優選不超過80％的無序額外碳。

5.根據權利要求1至4中任一項所述的復合材料，其特征在于，所述納米管的平均長度在10μm和300μm之間，優選在50μm和150μm之間，甚至更優選在70μm和130μm之間。

6.根據權利要求1至5中任一項所述的復合材料，該復合材料能夠在受熱外殼中、在催化劑的存在下，通過化學氣相沉積方法獲得，所述催化劑的前體被連續注入所述受熱外殼中，所述方法的特征在于，所述VACNT包含來自于所述催化劑的金屬顆粒。

7.平行排列的碳納米管組，其由根據權利要求1至6所述的復合材料通過將所述納米管從所述基底上移開而獲得。

8.一種制備根據權利要求1至6中任一項所述的復合材料的方法，包括在催化劑的存在下，在包括受熱外殼的反應器中的碳源氣體的化學分解，以及VACNT在基底上的生長，其中

-向溫度在500℃和700℃之間且壓力在0.5巴和1.5巴之間的所述受熱外殼中，連續注入包含所述碳源和催化劑前體的氣相；

-所述催化劑前體包含過渡金屬，所述過渡金屬優選選自由鐵、鎳和鈷組成的組。

9.根據權利要求8所述的方法，其中注入所述外殼中的所述氣相包含作為碳源的乙炔、催化劑前體連同其載氣(所述載氣可為碳源)、以及可任選的惰性氣體(優選為氬氣)。

10.根據權利要求8至9中任一項所述的方法，其中注入所述外殼中的所述氣相主要包含作為碳源的乙炔、氫氣、作為催化劑前體的二茂鐵、作為所述二茂鐵的載氣的甲苯以及作為惰性氣體的氬氣。

11.根據權利要求8至10中任一項所述的方法，其中所述氣相的通過速度在1mm/s和15mm/s之間，并且優選在3mm/s和10mm/s之間。

12.根據權利要求8至11中任一項所述的方法，其中基于所述氣相中的總碳含量，鐵含量在0.4％和1.2％之間，優選在0.5％和1.1％之間，甚至更優選在0.55％和0.9％之間(以質量百分比計)。

13.根據權利要求8至12中任一項所述的方法，其中：

-乙炔的總體積在0.7ml/mm²和6ml/mm²之間；

-所述乙炔氣流的通過速度在1mm/s和15mm/s之間，并且優選在1mm/s和10mm/s之間，甚至更優選在2mm/s和10mm/s之間；

-基于Fe/C質量比率表示的鐵含量在0.4％和1.5％之間，優選在0.4％和1.4％之間，更優選在0.5％和1.1％之間，甚至更優選在0.5％和0.9％之間。

14.根據權利要求1至6中任一項所述的復合材料或者根據權利要求7所述的碳納米管組作為電子或電工裝置中的電極的用途。

15.一種用于電子或電工裝置的電極，其特征在于，所述電極包括這樣的電極，該電極包括根據權利要求1至6中任一項所述的復合材料或者根據權利要求7所述的納米管組。