[发明专利]一种多直径尺寸电极及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种多直径尺寸电极，其特征在于，所述电极包括两种直径范围的碳素纤维丝组，所述纤维丝的直径为100nm-20μm，各组纤维丝的直径分别为100-1000nm，10-20μm；

所述多直径尺寸电极通过以下制备方法得到：

S1、将聚丙烯腈溶于溶剂中，根据各组纤维丝的直径范围，配制成两种质量浓度的纺丝液，所述纺丝液的质量分数为2-20％；

S2、将上述纺丝液进行多针头静电纺丝，得到由多直径尺寸纤维丝堆叠而成的纤维膜；

S3、将上述纤维膜在空气中预氧化，在惰性气体氛围下碳化，即得多直径尺寸电极。

2.根据权利要求1所述的多直径尺寸电极，其特征在于，所述聚丙烯腈的平均分子量为25000-200000g mol^-1；所述溶剂选自：N,N-二甲基甲酰胺和/或N,N-二甲基乙酰胺；所述纤维膜的厚度为100μm-5mm。

3.根据权利要求1或2所述的多直径尺寸电极，其特征在于，所述步骤S1具体为：将聚丙烯腈与溶剂混合，在40-80℃下加热10-20h溶解，配制成两种质量浓度的纺丝液，所述纺丝液的质量分数为2-20％，各浓度之间的质量分数差至少相差1％；

所述步骤S2中，针头直径为0.2-2mm，纺丝液的推进速度为0.2-2mL h^-1，接收端转轮转速为10-1000rpm，针头与接收器之间的距离为10-50cm，针头与接收端的电压为10-50kV，静电纺丝的温度为20-50℃，相对湿度为20-70％。

4.根据权利要求1所述的多直径尺寸电极，其特征在于，所述步骤S3中，预氧化温度为220-300℃，升温速率为1-10℃ min^-1，预氧化的时间为1-3h。

5.根据权利要求1所述的多直径尺寸电极，其特征在于，所述步骤S3中，惰性气体选自：氮气，氩气和氢气中的一种或多种；碳化的温度为800-3000℃，升温速率为2-10℃ min^-1，碳化时间为0.5-5h。

6.一种如权利要求1所述的多直径尺寸电极在制作液流电池中的应用。