[发明专利]碳纳米管/导电聚合物复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳纳米管/聚合物复合材料，尤其涉及一种碳纳米管/导 电聚合物复合材料。

背景技术

自1991年日本NEC公司的Iijima发现碳纳米管(Carbon Nanotube，CNT) 以来(Iilima S.，Nature，1991，354，56-58)，立即引起科学界及产业界的极大重 视。碳纳米管具有优良的机械和光电性能，被认为是复合材料的理想添加物。 碳纳米管/聚合物复合材料已成为世界科学研究的热点(Ajjayan P.M.，Stephan O.，Colliex C.，Tranth D.Science.1994，265，1212-1215：Calvert P.，Nature，1999， 399，210-211)。碳纳米管作为增强体和导电体，形成的复合材料具有抗静电， 微波吸收和电磁屏蔽等性能，具有广泛的应用前景。

现有技术中的碳纳米管/导电聚合物复合材料中的碳纳米管多为棒状物， 而导电聚合物以颗粒的形式分布在碳纳米管的间隙中。当所述碳纳米管/导电 聚合物复合材料在应用于超级电容器、太阳能电池的电极时，其中的导电聚 合物充放电时会引起得体积收缩和膨胀，而碳纳米管的中空结构可缓解由上 述导电聚合物的体积收缩和膨胀引起的碳纳米管/导电聚合物复合材料的体 积收缩和膨胀，而且碳纳米管的高导电性可降低导电聚合物的电阻。因此， 现有技术中的碳纳米管/导电聚合物复合材料具有较好的导电性和较高的比 电容量(大于200法拉/克)。然而，现有技术中的碳纳米管/导电聚合物复合 材料通过采用将碳纳米管分散于硫酸及硝酸等强氧化性酸或表面活性剂中进 行分散，之后再与导电聚合物的单体进行电化学反应，并最终在工作电极上 得到一碳纳米管/导电聚合物复合材料的薄膜。通过强酸处理，会使得所述碳 纳米管受到一定程度的破坏，而使用表面活性剂处理会使得表面活性剂在最 终的碳纳米管/导电聚合物材料中不易除去。因而，经强氧化性酸或表面活性 剂处理后得到的碳纳米管/导电聚合物复合材料的性能会受到影响。另外，由 于碳纳米管易团聚，目前一直不能很好的分散，故，现有技术所制备得到的 碳纳米管/导电聚合物复合材料中的碳纳米管间通常没有形成良好的导电网 络，且有些相邻碳纳米管之间间距较大，相互间接触性较差，因而不能充分 发挥碳纳米管的优良导电性及导热性能，造成所述碳纳米管/导电聚合物复合 材料的内阻较大、比电容量较低。

有鉴于此，确有必要提供一种内阻较小、比电容量较大的碳纳米管/导电 聚合物复合材料。

发明内容

一种碳纳米管/导电聚合物复合材料，其包括：多个碳纳米管。其中，所 述碳纳米管/导电聚合物复合材料还进一步包括多个导电聚合物纤维，所述多 个碳纳米管相互连接形成一网络结构，所述多个导电聚合物纤维复合在所述 碳纳米管的表面或/和附着在所述碳纳米管的管壁上。

与现有技术相比较，所述的碳纳米管/导电聚合物复合材料具有以下优 点：其一，由于所述碳纳米管/导电聚合物复合材料中的碳纳米管相互连接形 成一网络结构，该网络结构中的碳纳米管无序排列或有序排列，使得碳纳米 管/导电聚合物复合材料的比电容量大幅度提高。克服了碳纳米管在现有技术 中的碳纳米管/导电聚合物复合材料易团聚的缺点。其二，由于采用碳纳米管 网络结构作为骨架，从而使得所述的碳纳米管/导电聚合物材料的内阻较小。 其三，由于所述的碳纳米管网络结构具有很好的柔性，可以任意卷曲、弯折， 从而所述的碳纳米管/导电聚合物复合材料也具有较好的柔性，进一步地，使 用上述的碳纳米管/导电聚合物复合材料有利于使得相应地储能元件具有较 好的柔性。

附图说明

图1是本技术方案第一实施例的包含无序碳纳米管的碳纳米管/导电聚 合物复合材料的结构示意图。

图2是本技术方案第一实施例制备的碳纳米管/聚苯胺复合材料的扫描 电镜照片。

图3是本技术方案第一实施例制备的碳纳米管/聚苯胺复合材料的充放 电曲线图。

图4是本技术方案第二实施例的包含有序碳纳米管的碳纳米管/导电聚 合物复合材料的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图详细说明本技术方案的碳纳米管/导电聚合物复合材 料。