[发明专利]平滑表面石墨膜和其制造方法

权利要求书

1.一种单独的石墨膜，其厚度为10nm～12μm、面积为5×5mm²以上、电导率为8000S/cm以上、表面的算术平均粗糙度Ra为200nm以下。

2.根据权利要求1所述的石墨膜，其特征在于，通过基于TEM的截面观察，石墨膜为与石墨膜面平行的石墨烯无间隙地堆积而成的层状结构。

3.根据权利要求1或2所述的石墨膜，其特征在于，通过基于SEM的截面观察，石墨膜具有与石墨膜面平行的无空隙的层状结构。

4.一种单独的石墨膜，其厚度为10nm～12μm、面积为5×5mm²以上、电导率为8000S/cm以上，

TEM截面图像和/或SEM截面图像中观察到平坦的石墨烯的无间隙的层叠结构，该平坦层叠部分的算术平均粗糙度Ra为200nm以下。

5.一种权利要求1～4中任一项所述的石墨膜的制造方法，其特征在于，包括：将高分子膜碳化、石墨化而得到石墨膜的工序，

该碳化/石墨化工序包括如下工艺：对高分子膜进行碳化、或者进行石墨化、或者进行碳化和石墨化时，限定膜面方向的尺寸，由此减小石墨膜的表面的算术平均粗糙度Ra。

6.根据权利要求5所述的石墨膜的制造方法，其特征在于，碳化时最终限定的膜面方向的尺寸为：对原始高分子膜不进行尺寸限定而以其能够自然收缩的状态进行碳化的情况下得到的碳化膜的膜面方向的尺寸的100.2％～112％。

7.根据权利要求6所述的石墨膜的制造方法，其特征在于，碳化时最终限定的膜面方向的尺寸为原始高分子膜的膜面方向的尺寸的75％～87％。

8.一种权利要求1～4中任一项所述的石墨膜的制造方法，其特征在于，包括：将高分子膜碳化、石墨化而得到石墨膜的工序，

该碳化/石墨化工序包括如下工艺：对高分子膜进行碳化、或者进行石墨化、或者进行碳化和石墨化时，施加沿膜面方向拉伸的力，由此减小石墨膜的表面的算术平均粗糙度Ra。

9.根据权利要求8所述的石墨膜的制造方法，其特征在于，碳化时沿膜面方向拉伸的力以高分子膜的单位总截面积的拉伸的力的总计计、为8gf/mm²～180gf/mm²的范围。

10.根据权利要求8所述的石墨膜的制造方法，其特征在于，石墨化时沿膜面方向拉伸的力以高分子膜的单位总截面积的拉伸的力的总计计、为8gf/mm²～1500gf/mm²的范围。

11.一种权利要求1～4中任一项所述的石墨膜的制造方法，其特征在于，包括：将高分子膜碳化、石墨化而得到石墨膜的工序，

该碳化/石墨化工序包括如下工艺：对高分子膜以其与具有自支撑性的基板一体化的状态进行碳化、或者进行碳化和石墨化这两者，由此减小石墨膜的表面的算术平均粗糙度Ra。

12.根据权利要求11所述的石墨膜的制造方法，其特征在于，自支撑性基板的熔点为1000℃以上，将高分子膜以其与自支撑性基板一体的状态加热至950℃以上。

13.一种权利要求1～4中任一项所述的石墨膜的制造方法，其特征在于，包括：将高分子膜碳化、石墨化而得到石墨膜的工序，

该碳化/石墨化工序包括如下工艺：将厚度20nm～40μm的高分子膜多张层叠，以沿偏离与膜面方向垂直的方向30°以内的方向进行加压的状态，进行碳化、或者进行碳化和石墨化这两者，由此减小石墨膜的表面的算术平均粗糙度Ra，

石墨化后，将所得多张石墨膜一张一张地剥离。

14.根据权利要求13所述的石墨膜的制造方法，其特征在于，加压的压力为0.01kgf/cm²以上且60kgf/cm²以下。

15.根据权利要求13或14所述的石墨膜的制造方法，其特征在于，将所述高分子膜多张层叠时，各高分子膜之间夹设有离型层。

16.根据权利要求11所述的石墨膜的制造方法，其特征在于，所述自支撑性基板为高分子原材料，该自支撑性高分子基板的厚度比高分子膜厚，将高分子膜以其与自支撑性高分子基板一体的状态加热至2500℃以上。