[发明专利]一种湿法纺丝制备纤维素基碳纤维的方法及其在锂离子电池中的应用

权利要求书

1.一种湿法纺丝制备纤维素基碳纤维的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤(1)、纺丝液配置：

将干燥的纤维素加入到一定量的二甲基乙酰胺DMAc溶剂中，在保护气体下150～165℃处理20～30min，然后冷却至100℃后并加入预先称量的LiCl，接着在80℃下连续搅拌10～40min至纤维素完全溶解；由于得到的纤维素溶液含有杂质和气泡，经过过滤和脱泡处理制得透明的纤维素溶液，其中纤维素的质量分数为0.5～15﹪，LiCl的质量分数为3～18﹪；

步骤(2)、湿法纺丝：

将步骤(1)获得的纤维素溶液喂到计量泵中，调整挤出量参数，经过喷丝头喷出后直接进入凝固浴，并牵伸、卷绕、干燥形成初生丝条；

步骤(3)、纤维碳化：

将干燥后的纤维素纤维放入气氛炉中碳化处理加热至600～1200℃，冷却后得到纤维素基碳纤维材料。

2.如权利要求1所述的一种湿法纺丝制备纤维素基碳纤维的方法，其特征在于步骤(1)所述的纤维素为植物纤维素中的任一种，聚合度为400～1300。

3.如权利要求1所述的一种湿法纺丝制备纤维素基碳纤维的方法，其特征在于步骤(2)所述的牵伸率为20～50％。

4.如权利要求1所述的一种湿法纺丝制备纤维素基碳纤维的方法，其特征在于步骤(2)所述纤维素纤维丝条成型条件为：纤维素纤维丝条在凝固浴中深度为10～400mm；凝固浴的温度为18～35℃，凝固浴的组成为H₂O。

5.如权利要求1所述的一种湿法纺丝制备纤维素基碳纤维的方法，其特征在于所述的保护气体为氮气、氩气或氦气。

6.如权利要求1所述的一种湿法纺丝制备纤维素基碳纤维的方法，其特征在于步骤(3)将得到的纤维素纤维在保护气体中由常温开始升温，以1～20℃/min速率升温至200～350℃，并在此温度下保温1～3h，然后以1～20℃/min速率升温至600～1200℃，保温1～3h，自然降温至常温后取出即得到碳纤维材料。

7.如权利要求1所述的方法制备得到的纤维素基碳纤维，作为负极材料在锂离子电池中的应用。