[发明专利]开口中空碳材料及其制备方法、涂碳铝箔

权利要求书

1.一种开口中空碳材料，其特征在于，所述开口中空碳材料的内部中空形成空腔，所述开口中空碳材料的外表面分布至少一个开口，所述开口连通所述开口中空碳材料的空腔和所述开口中空碳材料的外部，所述开口的面积占所述开口中空碳材料的外表面积的20％～40％。

2.根据权利要求1所述的开口中空碳材料，其特征在于，所述开口中空碳材料的基体材料包括空心聚集碳、中空碳纳米纤维的一种或两种，所述空心聚集碳为单颗粒中空的空心碳球聚集体，所述中空碳纳米纤维为中空贯穿的碳纳米纤维。

3.根据权利要求2所述的开口中空碳材料，其特征在于，所述空心聚集碳的空心碳球的粒径为80～200nm，所述中空碳纳米纤维的外径为100～300nm。

4.根据权利要求2所述的开口中空碳材料，其特征在于，所述空心聚集碳的空腔体积占比为80％～90％；所述中空碳纳米纤维的空腔体积占比为70％～80％。

5.一种如权利要求1～4任意一项所述的开口中空碳材料的制备方法，其特征在于，包括：

将1～6份基体材料和94～99份酸溶液混合后在高压条件下进行酸蚀处理，获得开口中空碳材料；所述酸蚀处理的反应温度为120～180℃，反应压强为0.3～1.2MPa，反应时间为6～12h。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述酸溶液包括稀硝酸、稀盐酸、高氯酸、稀硫酸中的一种或多种。

7.一种改性开口中空碳材料，其特征在于，所述改性开口中空碳材料通过如权利要求1～4任意一项所述的开口中空碳材料和改性组分接枝得到。

8.根据权利要求7所述的改性开口中空碳材料，其特征在于，所述改性组分为具有双磺酸基和单酚羟基的水溶性小分子。

9.根据权利要求8所述的改性开口中空碳材料，其特征在于，所述改性开口中空碳材料的制备方法包括：

将4-苯胺磺酸、4-氯苯磺酸和甲苯进行混合后加入钯催化剂进行第一反应，获得第一中间产物；所述第一反应的反应温度为60～90℃，反应时间为4～5h；

将对羟基苯甲酸、苯加入烧瓶，滴加四氯化硅进行第二反应，获得第二中间产物；所述第二反应的反应温度为40～70℃，反应时间为3～5h；

将第一中间产物、第二中间产物、四氢呋喃以及吡啶加入烧瓶进行第三反应，获得改性组分；所述第三反应的反应温度为-10～10℃，反应时间为3～6h；

将60～80份水、10～30份第一溶剂、1～10份改性组分和5～15份开口中空碳材料混合后进行改性反应，获得改性开口中空碳材料；所述改性反应的反应温度为150～180℃，反应压强为0.7～1.4MPa，反应时间为6～12h。

10.根据权利要求9所述的改性开口中空碳材料，其特征在于，所述第一溶剂包括乙醇、正丁醇、叔丁醇、异丁醇、正丙醇、异丙醇、乙二醇单丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、二丙二醇甲醚和二丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或多种。

11.一种涂碳铝箔，其特征在于，所述涂碳铝箔通过以下方法制备得到；

将5～15份水、10～30份第二溶剂、10～25份粘结剂、40～60份改性开口中空碳材料混合后进行研磨，获得涂碳铝箔涂料；所述第二溶剂包括乙醇、正丁醇、叔丁醇、异丁醇、正丙醇、异丙醇、乙二醇单丁醚中的一种或多种，所述粘结剂为丙烯酸树脂；

将所述涂碳铝箔涂料采用凹版或微凹版涂覆在集流体铝箔后进行烘干，获得涂碳铝箔；所述烘干的烘干温度为80～200℃，烘干时间为5～120s。