[发明专利]碳集流体及包括该碳集流体的电化学装置和电子装置

权利要求书

1.一种碳集流体，包括碳材料膜和导电纤维，其中，所述导电纤维沿所述碳集流体的长度方向分布在所述碳材料膜中。

2.根据权利要求1所述的碳集流体，其中，所述导电纤维在所述碳材料膜上的投影与所述碳集流体长度方向的夹角为0°至5°。

3.根据权利要求1所述的碳集流体，其中，所述碳集流体沿长度方向的拉伸强度为200MPa至500MPa。

4.根据权利要求1所述的碳集流体，其中，所述碳集流体沿长度方向的电阻为3mΩ至30mΩ。

5.根据权利要求1所述的碳集流体，其中，所述导电纤维为片状，所述导电纤维的宽度为0.01mm至5mm，所述导电纤维的厚度为0.5μm至20μm。

6.根据权利要求1所述的碳集流体，其中，所述导电纤维满足以下特征中的至少一者：

相邻的所述导电纤维沿所述碳集流体宽度方向的间距为0.1mm至9mm；

所述导电纤维的电导率为30×10⁶S/m至60×10⁶S/m；

所述导电纤维的强度为220MPa至1400MPa。

7.根据权利要求1所述的碳集流体，其中，所述导电纤维在所述碳材料膜上的投影面积占所述碳材料膜的总面积的比例为10％至90％。

8.根据权利要求1所述的碳集流体，其中，所述导电纤维为金属纤维，所述金属纤维的材质包括铜、铝或镍中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的碳集流体，其中，所述碳集流体的厚度为2μm至10μm。

10.一种如所述权利要求1-9中任一项所述的碳集流体的制备方法，包括以下步骤：

(1)将导电纤维平铺在基体表面，得到负载导电纤维的基体；

(2)将聚合物溶液涂覆至所述负载导电纤维的基体上，干燥后得到聚合物和导电纤维复合的薄膜；

(3)将所述聚合物和导电纤维复合的薄膜从基体表面脱离，进行碳化；

(4)将所述碳化后的薄膜进行压制，得到所述碳集流体。

11.根据权利要求10所述的制备方法，其中，所述聚合物溶液中的聚合物包括聚酰亚胺、聚丙烯腈、羧甲基纤维素或聚乙烯醇中的至少一种。

12.根据权利要求11所述的制备方法，其中，所述聚合物溶液还可以包括碳材料，所述碳材料包括乙炔黑、碳纳米管或石墨烯中的至少一种。

13.根据权利要求12所述的制备方法，其中，基于所述聚合物和所述碳材料的总质量，所述碳材料的质量百分含量为1％至80％。

14.一种电化学装置，包括权利要求1-9中任一项所述的碳集流体或权利要求10-13中任一项所述的制备方法制备的碳集流体。

15.一种电子装置，包括根据权利要求14所述的电化学装置。