[发明专利]碳纤维/碳纳米管复合膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种碳纤维/碳纳米管复合膜的制备方法，其特征在于该制备方法包括以下步骤：

步骤A：聚丙烯腈/碳纳米管复合膜的制备

将聚丙烯腈加入有机溶剂N,N-二甲基甲酰胺中，加热至温度30～60℃，搅拌至聚丙烯腈全部溶解，配置得质量分数7～12％的聚丙烯腈溶液；随后将聚丙烯腈重量计0～20％的碳纳米管加入聚丙烯腈溶液中，继续搅拌，接着将该溶液静电纺丝得到所述的聚丙烯腈/碳纳米管复合膜；

步骤B：聚丙烯腈/碳纳米管复合膜的预氧化和碳化将步骤A的聚丙烯腈/碳纳米管复合膜在温度200～300℃下预氧化0.5～8h，接着在温度600～1100℃下碳化1～12h，得到所述的碳纤维/碳纳米管复合膜。

2.根据权利要求1所述的碳纤维/碳纳米管复合膜的制备方法，其特征在于所述的聚丙烯腈的分子量为20000～150000Da。

3.根据权利要求1所述的碳纤维/碳纳米管复合膜的制备方法，其特征在于将聚丙烯腈重量计0～20％的碳纳米管加入聚丙烯腈溶液后的搅拌时间为0.5～30h。

4.根据权利要求1所述的碳纤维/碳纳米管复合膜的制备方法，其特征在于所述的静电纺丝的参数设置如下：电压，12～25KV；溶液推进速度，0.1～1mL/h；纤维收集距离，10～25cm；纤维收集的方式为平板收集、滚筒收集、滚轮收集或铝丝收集。

5.根据权利要求1所述的碳纤维/碳纳米管复合膜的制备方法，其特征在于所述的预氧化是在氧气或空气的气氛下进行。

6.根据权利要求1所述的碳纤维/碳纳米管复合膜的制备方法，其特征在于所述的碳化是在氮气、氩气、氦气、氖气、氪气或氙气的气氛下进行。

7.一种由权利要求1-6任一项所述的碳纤维/碳纳米管复合膜的制备方法制备而得的碳纤维/碳纳米管复合膜，其特征在于碳纳米管均匀的嵌在碳纤维网络结构中，碳纤维的直径为0.1～10μm。

8.一种锂离子电池负极材料，其特征在于将权利要求7所述的碳纤维/碳纳米管复合膜裁剪后作为锂离子电池负极材料。

9.根据权利要求8所述的锂离子电池负极材料，其特征在于所述的碳纤维/碳纳米管复合膜裁剪后的形状为圆片、圆环、长方形、正方形或电缆型。