[发明专利]一种利用废弃纤维制作的电极材料及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种废弃纤维材料的应用，具体涉及一种采用废弃纤维制作的应用在电化学反应上的电极材料以及这种电极材料的加工制造方法。 

背景技术

电极材料被广泛的应用于电池、水处理、海水淡化、电镀、冶金等领域，主要用做电化学反应的电极。但随着产品应用范围的扩大和普及，对设备的性能和结构要求越来越苛刻，越来越复杂，包括要求具备更高的反应温度、耐更强的腐蚀、更大的体积、更轻的重量、更大的容量、更高的功率、更高的效率和其它技术优点。例如在液钒电池的制造过程中，需要更大的尺寸，更高的效率、更大的容量，那么对生产这种电池的电极就提出更高的要求。如果电极的导电性、电化学活性不能满足要求，那么不管用再好的电解液也生产不出高效的电池，而这其中最关键的就是电极材料的选择，然而，目前国内厂家主要采用的是传统的电极材料或十分昂贵的进口材料。传统材料价格便宜，但是效率很低，而且无法突破技术瓶颈；而进口材料十分昂贵，而且效率也没有提高很多，所以亟待被提供一种性价比高、物美价廉的电极材料。 

传统电极材料主要采用国产氰纶作为主要原料，用这种原料制造的电极材料具有明显的问题和局限性：包括 

1.纤维直径大，相同尺寸的情况下，纤维数量少，比表面积小；

2.面密度大，单位成本高；

3.没有进行最终表面处理，电化学活性小；

4.结构不适合做电极材料，内阻较大；

5.杂质多，电化学副反应多。

基于现有技术的电极材料以上几种性能的缺点，因此一种性价比高、物美价廉的电极材料就为电极材料领域所需求。 

发明内容

针对上述缺陷，本发明的目的是提供一种新型的电极材料，采用废弃纤维为原料，开发了结构特殊、高导电、高纯度、高活性的一种新型电极材料，以解决现有技术的技术问题。 

本发明的又一目的是提供一种电极材料的制造方法，以解决现有技术的技术问题。 

为实现上述目的，本发明采用了以下的技术方案： 

一种利用废弃纤维制作的电极材料，应用于电化学反应上的一种电极材料领域，包括基础原料，所述基础原料是废弃纤维原料经过高温煅烧后碳化的纤维材料，高温煅烧是在真空炉或惰性气氛保护下进行，并且经过最终表面处理。

依照本发明较佳实施例所述的一种利用废弃纤维制作的电极材料，所述基础原料为聚丙烯氰纤维、沥青纤维、粘胶纤维、预氧丝、酚醛纤维、碳纤维、石墨纤维、木质纤维、棉纤维的其中一种或其中多种组成。 

依照本发明较佳实施例所述的一种利用废弃纤维制作的电极材料，所述电极材料的密度控制在0.08～0.12 g/cm³。 

依照本发明较佳实施例所述的一种利用废弃纤维制作的电极材料，所述电极材料的结构是毡状或者是布状的。 

依照本发明较佳实施例所述的一种利用废弃纤维制作的电极材料，所述电极材料的纤维取向在厚度方向的纤维数量大于2%。 

一种利用废弃纤维制作复合保温材料的制造方法，包括： 

步骤1: 将废弃纤维原料进行整理；

步骤2：进行预氧化处理；

步骤3：进行卷曲处理；

步骤4：进行短切、开松、梳理处理；

步骤5：形状加工处理；

步骤6：进行碳化处理；

步骤7：进行石墨化处理；

步骤8：进行最终表面处理、加入催化剂。

依照本发明较佳实施例所述的制造方法，步骤4中，开松处理和梳理处理之间，还有一加入混杂纤维和防极化材料的步骤4-1。 

依照本发明较佳实施例所述的制造方法，步骤5中的形状加工是针刺成毡。 

依照本发明较佳实施例所述的制造方法，步骤5中的形状加工是纺纱或编织成布 

本申请的电极材料具有显著的特点：这种电极材料在电化学反应过程中，具有很好的耐酸碱腐蚀性和耐高温性能，并且具有很好的导电性和电化学活性，是各种电化学反应尤其是电池反应的理性电极材料。而且可广泛应用于各种电化学反应场合，如液流电池、超级电容器、钠硫电池、锂电池、锂硫电池、水处理、海水淡化等领域。用来代替传统的石墨材料或金属材料，可以有效减轻电池的重量和提高电池的储能效率以及减少重金属的污染。整体来说，与传统的电极材料相比，本申请的电极材料最大的不同在于其具有高导电性同时具有高电化学活性。

由于采用了以上的技术使得本发明相比现有技术，具有以下的优点和积极效果：