碳纤维膜制造技术

本发明专利技术提供一种碳纤维膜。碳纤维膜仅由碳纳米管和碳纳米管以外的碳材料构成，该碳纤维膜含有相对总量是3质量％以上且小于100质量％的量的碳纳米管，该碳纳米管的纤维长度范围为30～500μm。该碳纤维膜廉价且能够充分地提高单位质量的电容量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种双电层电容器等极化电极中使用的碳纤维膜。
技术介绍
碳纳米管的比表面积比活性炭的比表面积大。因此，人们研究利用碳纳米管制作碳纤维膜并将其使用于双电层电容器等极化电极。但另一方面，碳纳米管较为昂贵，仅使用碳纳米管制造双电层电容器等极化电极时，无法避免制造成本的增加。因此，在现有技术中，已知有通过粘合剂将碳纳米管和碳纳米管以外的廉价碳材料进行结合而制得的碳纤维膜(例如，参照专利文献1，2)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2000-124079号公报专利文献2：日本特开2008-10681号公报专利技术概要专利技术要解决的课题然而，上述粘合剂一般不具备导电性，因此使用上述现有的碳纤维膜时存在无法充分地提高单位质量的电容量的问题。本专利技术的目的在于解决上述问题，提供一种廉价且能够充分地提高单位质量的电容量的碳纤维膜。用于解决课题的方式为了达到上述目的，本专利技术的碳纤维膜的特征在于，其仅由碳纳米管和碳纳米管以外的碳材料构成，该碳纤维膜含有相对所述碳纳米管和所述碳纳米管以外的碳材料的总量是3质量％以上且小于100质量％的量的所述碳纳米管，该碳纳米管的纤维长度为30～500μm。本专利技术的碳纤维膜通过含有相对所述碳纳米管和所述碳纳米管以外的碳材料的总量是3质量％以上且小于100质量％的量的所述碳纳米管，碳纤维膜仅由碳纳米管和碳纳米管以外的碳材料构成，能够在不含有粘合剂的情况下进行成膜。其中，上述碳纳米管的纤维长度范围为30～500μm。当碳纳米管的纤维长度小于30μm，或者即使碳纳米管的纤维长度是30μm以上而该碳纳米管的量是小于总量的3质量％时，无法形成上述碳纤维膜。另外，碳纤维膜也可以仅通过纤维长度是上述范围的碳纳米管(含有相对上述总量是100质量％且具有上述范围的纤维长度的碳纳米管)形成。但是，在该情况下，无法避免制造成本的增加。所以，本专利技术的第1形态的碳纤维膜需要含有相对上述总量是3质量％以上且小于100质量％且具有上述范围的纤维长度的碳纳米管。根据本专利技术的碳纤维膜，其仅由碳纳米管和碳纳米管以外的碳材料构成，由于不含粘合剂，能够充分地提高单位质量的电容量。另外，本专利技术的碳纤维膜除了含有碳纳米管之外，还含有碳纳米管以外的廉价的碳材料，因此，与碳纤维膜仅由碳纳米管构成的情况相比，能够低价进行制造。另外，为了与碳纤维膜仅由碳纳米管构成的情况相比低价地制造本专利技术的碳纤维膜，上述碳纤维膜含有相对所述碳纳米管和所述碳纳米管以外的碳材料的总量是3～50质量％范围的量的所述碳纳米管，该碳纳米管的纤维长度范围为30～500μm。另外，在本专利技术的碳纤维膜中，可以采用炭黑或活性炭中的任意一种作为所述碳纳米管以外的碳材料。另外，在本专利技术的碳纤维膜中，所述碳纳米管优选由平均纤维长度处于30～50μm的范围的第1碳纳米管和平均纤维长度处于100～250μm的范围的第2碳纳米管构成。本专利技术的碳纤维膜的所述碳纳米管通过由上述第1碳纳米管和第2碳纳米管构成，与碳纤维膜仅由1种纤维长度范围是10～500μm的碳纳米管构成的情况相比，如果碳纳米管的总重量相同，能够获得更为优异的拉伸强度。在本专利技术的碳纤维膜的所述碳纳米管由所述第1碳纳米管和所述第2碳纳米管构成的情况下，该碳纤维膜例如含有：相对总量是2～15质量％的量的所述第1碳纳米管；相对总量是1～5质量％的量的所述第2碳纳米管；以及，相对总量是80～97质量％的量的所述碳纳米管以外的碳材料，所述总量是所述第1碳纳米管、所述第2碳纳米管和所述碳纳米管以外的碳材料的总量。此外，所述碳纳米管例如可以由平均纤维长度为30μm的第1碳纳米管和平均纤维长度为125μm的第2碳纳米管构成。另外，在本专利技术的碳纤维膜的所述碳纳米管由所述第1碳纳米管和所述第2碳纳米管构成的情况下，可以采用炭黑作为所述碳纳米管以外的碳材料。附图的简单说明图1是表示本专利技术的碳纤维管中使用的第1碳纳米管的纤维长度的频数分布的图。图2是表示本专利技术的碳纤维管中使用的第2碳纳米管的纤维长度的频数分布的图。用于实施专利技术的方式接着，参照附图进一步详细说明本专利技术的实施方式本实施方式第1形态的碳纤维膜仅由碳纳米管和碳纳米管以外的碳材料构成。该碳纤维膜需要含有相对总量是3质量％以上小于100质量％范围的碳纳米管，该碳纳米管的纤维长度范围是30μm～500μm。碳纳米管的纤维长度小于30μm时，或者即使碳纳米管的纤维长度是30μm以上但该碳纳米管的量是小于总量的3质量％时，无法形成上述碳纤维膜。另外，上述碳纳米管可以是单层，也可以是2层以上的多层。另外，本实施方式第2形态的碳纤维膜的上述碳纳米管由平均纤维长度处于30μm～50μm的范围的第1碳纳米管和平均纤维长度处于100μm～250μm的范围的第2碳纳米管构成。通过具有上述构成，如果碳纳米管的总量相同，本实施方第2形态的碳纤维膜与上述第1形态的碳纤维膜相比，能够获得更为优异的强度。本实施方式的第2形态的碳纤维膜例如可以含有：相对总量是2～15质量％范围的量的上述第1碳纳米管；相对总量是1～5质量％范围的量的上述第2碳纳米管；以及，相对总量是80～97质量％范围的量的上述碳纳米管以外的碳材料。上述第1碳纳米管可以使用具有纤维长度是例如图1所示的频数分布的碳纳米管。另外，上述第2碳纳米管可以使用具有纤维长度是例如图2所示的频数分布的碳纳米管。作为上述碳纳米管以外的碳材料，例如可以举出：石墨烯(graphene)、石墨(graphite)、炭黑(carbonblack)、活性炭等。本实施方式的碳纤维膜例如可以通过以下方式进行制造。例如，分别称取纤维长度平均值范围是50～500μm的碳纳米管和上述碳纳米管以外的碳材料，并将其分散于溶剂中。上述碳纳米管和上述碳纳米管以外的碳材料的量例如调整成下述质量百分比范围：上述碳纳米管相对该碳纳米管和上述碳纳米管以外的碳材料的总量是10～20质量％范围；该碳纳米管以外的碳材料相对上述总量是80～90质量％范围。作为上述溶剂，例如可以举出酒精、极性非质子溶剂等有机溶剂或水。作为上述酒精，可以举出乙醇(ethanol)、异丙醇(2‐propanol)等。此外，作为极性非质子溶剂可以举出N-甲基吡咯烷酮(N-methylpyrrolidone)等。上述溶剂的量只要是能够使上述碳纳米管和上述碳纳米管以外的碳材料能够分散的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纤维膜，其特征在于，该碳纤维膜仅由碳纳米管和碳纳米管以外的碳材料构成，该碳纤维膜以总量的3质量％以上且小于100质量％的范围的量含有30～500μm的范围的纤维长度的碳纳米管。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.13 JP 2013-2352561.一种碳纤维膜，其特征在于，该碳纤维膜仅由碳纳米管和碳纳米管以外的碳
材料构成，该碳纤维膜以总量的3质量％以上且小于100质量％的范围的量含有30～
500μm的范围的纤维长度的碳纳米管。
2.根据权利要求1所述的碳纤维膜，其特征在于，该碳纤维膜以总量的3～50
质量％的范围的量含有上述范围的纤维长度的碳纳米管。
3.根据权利要求1所述的碳纤维膜，其特征在于，所述碳纳米管以外的碳材料是
炭黑或活性炭中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的碳纤维膜，其特征在于，所述碳纳米管由平均纤维...

【专利技术属性】
技术研发人员：川口佑介，青木诚志，志水利彰，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP