[发明专利]一种基于T-碳/金属氧化物的碳纤维柔性储能纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种基于T-碳/金属氧化物的碳纤维柔性储能纤维，其特征在于：所述基于T-碳/金属氧化物的碳纤维柔性储能纤维为表面含有凝胶状电解质的改性碳纤维复合纱，所述改性碳纤维为T-碳/金属氧化物改性的碳纤维，所述复合纱中改性碳纤维的根数为3-5根。

2.根据权利要求1所述的一种基于T-碳/金属氧化物的碳纤维柔性储能纤维，其特征在于：所述凝胶状电解质为PVDF/PMMA/PVDF凝胶聚合物电解质。

3.一种基于T-碳/金属氧化物的碳纤维柔性储能纤维的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)将碳纤维表面经过硫酸铵和硫酸的混合溶液粗化处理后，置于金属盐溶液中，取出，烘干，得到表面负载金属盐的碳纤维；

(2)将表面负载金属盐的碳纤维的表面滴加液体碳源，置于真空反应釜中，抽真空至负压，加热反应，得到T-碳/金属氧化物改性的碳纤维；

(3)将T-碳/金属氧化物改性的碳纤维置于低温空气等离子体仪器中处理，取出后，立即浸渍于凝胶状电解质，取出，将3-5根处理后的碳纤维缠绕，并装进热缩管中，得到基于T-碳/金属氧化物的碳纤维柔性储能纤维。

4.根据权利要求3所述的一种基于T-碳/金属氧化物的碳纤维柔性储能纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，混合溶液中过硫酸铵和硫酸的用料比为4-5g:20-25mL。

5.根据权利要求3所述的一种基于T-碳/金属氧化物的碳纤维柔性储能纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，粗化处理的温度为20-40℃，时间为30-60min。

6.根据权利要求3所述的一种基于T-碳/金属氧化物的碳纤维柔性储能纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，金属盐溶液中金属盐为锰酸锂、钛酸锂、硝酸锡或者硝酸锌中的一种或者几种，金属盐溶液中金属盐的质量分数为5-10wt％。

7.根据权利要求3所述的一种基于T-碳/金属氧化物的碳纤维柔性储能纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，液体碳源为低分子有机物和糖类。

8.根据权利要求3所述的一种基于T-碳/金属氧化物的碳纤维柔性储能纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，负压的压强为-5Pa～-10MPa，加热反应的温度为800-1000℃，时间为1-2h。

9.根据权利要求3所述的一种基于T-碳/金属氧化物的碳纤维柔性储能纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，处理的氛围为空气，功率为500-600W，时间为30-90s。

10.根据权利要求3所述的一种基于T-碳/金属氧化物的碳纤维柔性储能纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，凝胶状电解质为PVDF/PMMA/PVDF凝胶聚合物电解质，浸渍的时间为5-10min，温度为25-30℃。