[发明专利]一种石墨膜的制备方法及其产品和用途

权利要求书

1.一种石墨膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)碳化：以PI膜为原料，采用如下梯度升温程序进行碳化：

将PI膜升温至650～750℃，恒温100～150min，继续升温至850℃～950℃，恒温100～150min，继续升温至1250～1350℃，恒温80～130min，冷却，得到碳化膜；

(2)石墨化：将步骤(1)所得碳化膜采用如下梯度升温程序进行石墨化：

将所述碳化膜升温至1550～1650℃，恒温20～60min，继续升温至1750～1850℃，恒温20～90min，继续升温至2300～2400℃，恒温20～90min，升温2750～2900℃，冷却，得到石墨膜。

2.如权利要求1所述的石墨膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述PI膜的厚度与石墨膜产品的目标厚度之间之比为1.85～2.35:1；

优选地，当石墨膜产品的目标厚度为17μm时，步骤(1)所述PI膜的厚度为39～40μm；

优选地，当石墨膜产品的目标厚度为25μm时，步骤(1)所述PI膜的厚度为53～54μm；

优选地，当石墨膜产品的目标厚度为40μm时，步骤(1)所述PI膜的厚度为74～75μm。

3.如权利要求1或2所述的石墨膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述碳化在炭化炉中进行；

优选地，步骤(1)所述碳化过程中炭化炉的内部气压为-1～-0.5MPa。

4.如权利要求1～3任一项所述的石墨膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)升温至650～750℃的方式为：将PI膜先升温至250～350℃，恒温20～60min，继续升温至650～750℃；

优选地，步骤(1)升温至650～750℃的方式为：将PI膜先升温至250～350℃，恒温20～60min，再升温至350～450℃，恒温40～80min，继续升温至650～750℃；

优选地，步骤(1)所述升温至250～350℃的速率为6～10℃/min；

优选地，步骤(1)所述升温至350～450℃的速率为1.5～3.5℃/min；

优选地，步骤(1)所述升温至650～750℃的速率为0.5～1℃/min；

优选地，步骤(1)所述升温至850℃～950℃的速率为0.3～0.7℃/min；

优选地，步骤(1)所述升温至1250～1350℃的速率为2.5～5℃/min。

5.如权利要求1～4任一项所述的石墨膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)升温至1750～1850℃的方式为：将所述碳化膜先升温至1550～1650℃，恒温20～60min，继续升温至1750～1850℃；

优选地，步骤(2)升温至1750～1850℃的方式为：将所述碳化膜先升温至950～1050℃，恒温10～15min，继续升温至1550～1650℃，恒温20～60min，继续升温至1750～1850℃；

优选地，步骤(2)所述升温至950～1050℃的速率为12.5～20℃/min；

优选地，步骤(2)所述升温至1550～1650℃的方式为：先以3～4℃/min的速率升温至1150～1250℃，再以4～8℃/min的速率升温至1550～1650℃；

优选地，步骤(2)所述升温至1750～1850℃的速率为2～5℃/min。

6.如权利要求1～5任一项所述的石墨膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述升温至2300～2400℃的方式为：先升温至2050～2150℃，恒温20～90min，再升温至2300～2400℃；

优选地，步骤(2)所述升温至2050～2150℃的速率为3～10℃/min；

优选地，步骤(2)所述升温至2300～2400℃的速率为2.5～5℃/min；

优选地，步骤(2)所述升温至2750～2900℃的速率为2～4℃/min；

优选地，步骤(2)所述升温至2750～2900℃之后还包括：恒温0～90min。