[发明专利]碳纤维膜

说明书

技术领域

本发明涉及一种双电层电容器等极化电极中使用的碳纤维膜。

背景技术

碳纳米管的比表面积比活性炭的比表面积大。因此，人们研究利用碳纳米管制作碳纤维膜并将其使用于双电层电容器等极化电极。但另一方面，碳纳米管较为昂贵，仅使用碳纳米管制造双电层电容器等极化电极时，无法避免制造成本的增加。

因此，在现有技术中，已知有通过粘合剂将碳纳米管和碳纳米管以外的廉价碳材料进行结合而制得的碳纤维膜(例如，参照专利文献1，2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-124079号公报

专利文献2：日本特开2008-10681号公报

发明概要

发明要解决的课题

然而，上述粘合剂一般不具备导电性，因此使用上述现有的碳纤维膜时存在无法充分地提高单位质量的电容量的问题。

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种廉价且能够充分地提高单位质量的电容量的碳纤维膜。

用于解决课题的方式

为了达到上述目的，本发明的碳纤维膜的特征在于，其仅由碳纳米管和碳纳米管以外的碳材料构成，该碳纤维膜含有相对所述碳纳米管和所述碳纳米管以外的碳材料的总量是3质量％以上且小于100质量％的量的所述碳纳米管，该碳纳米管的纤维长度为30～500μm。

本发明的碳纤维膜通过含有相对所述碳纳米管和所述碳纳米管以外的碳材料的总量是3质量％以上且小于100质量％的量的所述碳纳米管，碳纤维膜仅由碳纳米管和碳纳米管以外的碳材料构成，能够在不含有粘合剂的情况下进行成膜。其中，上述碳纳米管的纤维长度范围为30～500μm。当碳纳米管的纤维长度小于30μm，或者即使碳纳米管的纤维长度是30μm以上而该碳纳米管的量是小于总量的3质量％时，无法形成上述碳纤维膜。

另外，碳纤维膜也可以仅通过纤维长度是上述范围的碳纳米管(含有相对上述总量是100质量％且具有上述范围的纤维长度的碳纳米管)形成。但是，在该情况下，无法避免制造成本的增加。所以，本发明的第1形态的碳纤维膜需要含有相对上述总量是3质量％以上且小于100质量％且具有上述范围的纤维长度的碳纳米管。

根据本发明的碳纤维膜，其仅由碳纳米管和碳纳米管以外的碳材料构成，由于不含粘合剂，能够充分地提高单位质量的电容量。另外，本发明的碳纤维膜除了含有碳纳米管之外，还含有碳纳米管以外的廉价的碳材料，因此，与碳纤维膜仅由碳纳米管构成的情况相比，能够低价进行制造。

另外，为了与碳纤维膜仅由碳纳米管构成的情况相比低价地制造本发明的碳纤维膜，上述碳纤维膜含有相对所述碳纳米管和所述碳纳米管以外的碳材料的总量是3～50质量％范围的量的所述碳纳米管，该碳纳米管的纤维长度范围为30～500μm。

另外，在本发明的碳纤维膜中，可以采用炭黑或活性炭中的任意一种作为所述碳纳米管以外的碳材料。

另外，在本发明的碳纤维膜中，所述碳纳米管优选由平均纤维长度处于30～50μm的范围的第1碳纳米管和平均纤维长度处于100～250μm的范围的第2碳纳米管构成。本发明的碳纤维膜的所述碳纳米管通过由上述第1碳纳米管和第2碳纳米管构成，与碳纤维膜仅由1种纤维长度范围是10～500μm的碳纳米管构成的情况相比，如果碳纳米管的总重量相同，能够获得更为优异的拉伸强度。

在本发明的碳纤维膜的所述碳纳米管由所述第1碳纳米管和所述第2碳纳米管构成的情况下，该碳纤维膜例如含有：相对总量是2～15质量％的量的所述第1碳纳米管；相对总量是1～5质量％的量的所述第2碳纳米管；以及，相对总量是80～97质量％的量的所述碳纳米管以外的碳材料，所述总量是所述第1碳纳米管、所述第2碳纳米管和所述碳纳米管以外的碳材料的总量。

此外，所述碳纳米管例如可以由平均纤维长度为30μm的第1碳纳米管和平均纤维长度为125μm的第2碳纳米管构成。

另外，在本发明的碳纤维膜的所述碳纳米管由所述第1碳纳米管和所述第2碳纳米管构成的情况下，可以采用炭黑作为所述碳纳米管以外的碳材料。

附图的简单说明

图1是表示本发明的碳纤维管中使用的第1碳纳米管的纤维长度的频数分布的图。

图2是表示本发明的碳纤维管中使用的第2碳纳米管的纤维长度的频数分布的图。

用于实施发明的方式

接着，参照附图进一步详细说明本发明的实施方式