三聚氰胺甲醛树脂/聚乙烯醇水溶液通过高压静电纺丝技术直接制备含氮碳纤维电极的方法

摘要

三聚氰胺甲醛树脂/聚乙烯醇水溶液通过高压静电纺丝技术直接制备含氮碳纤维电极的方法，它涉及含氮碳纤维电极制备方法。本发明要解决现有含氮碳纤维薄膜均以聚丙烯腈有机溶液为纺丝原液而引起环境污染、电极制备过程复杂及内阻大的问题。制备方法：将聚乙烯醇水溶液和三聚氰胺甲醛树脂水溶液混合制备纺丝原液；用高压静电纺丝技术制备附有三聚氰胺甲醛树脂/聚乙烯醇复合纤维薄膜的泡沫镍；将该薄膜连同泡沫镍碳化后在泡沫镍上直接形成含氮碳纤维薄膜；将该附有含氮碳纤维薄膜的泡沫镍压片，得含氮碳纤维电极。本发明制备含氮碳纤维薄膜的同时完成电极制备，操作方法简单、污染小、电极内阻小且具较高比电容。本发明适用于含氮碳纤维电极的生产。

主权项

三聚氰胺甲醛树脂/聚乙烯醇水溶液通过高压静电纺丝技术直接制备含氮碳纤维电极的方法，其特征在于三聚氰胺甲醛树脂/聚乙烯醇水溶液通过高压静电纺丝技术直接制备含氮碳纤维电极的方法通过以下步骤实现：一、按1：0.2~5的体积比将聚乙烯醇水溶液和三聚氰胺甲醛树脂水溶液混合，在室温条件下用磁力搅拌器搅拌均匀，即得到纺丝原液；其中聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量百分比浓度为10%~30%，三聚氰胺甲醛树脂水溶液中三聚氰胺甲醛树脂的质量百分比浓度为30%~50%；二、以超级电容器的集流体—泡沫镍作为接收装置，采用高压静电纺丝技术将步骤一中得到的纺丝原液直接纺制在泡沫镍上，得到附有三聚氰胺甲醛树脂/聚乙烯醇复合纤维薄膜的泡沫镍；其中高压静电纺丝技术的纺丝电压为5000~50000V，喷丝速度为0.05~5mL/h，喷丝头与泡沫镍的距离为5~40cm；三、将步骤二得到的附有三聚氰胺甲醛树脂/聚乙烯醇复合纤维薄膜的泡沫镍在石墨纸的包覆下转移到高温管式电阻炉中，在不断通入的惰性气体的保护下，以1~30℃/h的升温速率升温至550~1000℃碳化0.5~5h，然后在惰性气体中自然冷却到室温，在泡沫镍上直接形成三聚氰胺甲醛树脂/聚乙烯醇基含氮碳纤维薄膜；四、将步骤三得到的附有三聚氰胺甲醛树脂/聚乙烯醇基含氮碳纤维薄膜的泡沫镍在双辊机上压片，得到三聚氰胺甲醛树脂/聚乙烯醇基含氮碳纤维电极，即含氮碳纤维电极。