[发明专利]一种高导电性石墨化碳纤维电极及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种高导电性石墨化碳纤维电极的制备方法，其特征在于，包括过程a或过程b；

所述过程a为：将金属化合物与电极材料混合溶于溶剂中作为纺丝原液，纺丝制得混合纤维丝，对混合纤维丝依次进行氧化处理、碳化处理和活化处理制得所述高导电性石墨化碳纤维电极；

所述过程b为：将基础碳纤维电极依次进行氧化处理、掺杂处理、碳化处理和活化处理，制得所述高导电性石墨化碳纤维电极；

所述掺杂处理的步骤为：在氧化处理后的基础碳纤维电极表面镀上金属层，或者将氧化处理后的基础碳纤维电极浸渍于金属化合物溶液中；

所述金属层和所述金属化合物溶液中的金属包括铁、钒和锰中的一种。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述电极材料为聚丙烯腈，所述基础碳纤维电极为聚丙烯腈基碳纤维毡电极。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，过程a中，纺丝原液中的金属化合物的质量分数为0.5～10wt％，纺丝原液中的金属化合物和电极材料的总质量分数为10～35wt％。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，过程a和过程b中，氧化处理在空气氛围下进行，氧化处理的温度为200～350℃，升温速率为1～10℃/min，时间为1～3h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，过程a和过程b中，碳化处理在第一气体氛围下进行，碳化处理的温度为800～1500℃，升温速率为2～10℃/min，时间为0.5～5h；所述第一气体为氩气、氮气、混合气体中的一种，所述混合气体包括氩气和氢气，所述氢气的质量分数不超过10％。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，过程a和过程b中，活化处理在空气氛围下进行，活化处理的温度为250～400℃，时间为4～12h。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，过程b中，金属化合物溶液的浓度为0.001～1mol/L，浸渍时间为1～24h；在氧化处理后的基础碳纤维电极表面电镀上金属层，电镀中的电沉积电流为0.1～1mA/cm²，电沉积时间为1～12h。

8.一种高导电性石墨化碳纤维电极，其特征在于，由权利要求1至7任一项所述的制备方法制得。

9.权利要求8所述的一种高导电性石墨化碳纤维电极在液流电池领域中的应用。