描述了用于电化学动力设备的电流导体，其包括锚固在碳纳米管金属复合层中的碳纳米管(CNT)阵列和将纳米级颗粒或薄膜掺入至电流导体上的结构体。此外，提供了生产该结构体的方法，其使用电化学电镀金属层至CNT阵列上，然后从基底分离该结构体。另一方法包括使用从电镀槽共电沉积CNT和金属产生该结构体，其使用表面活性剂、物理能、和磁场和/或电场以定向CNT和增强复合物中CNT密度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求以下早期提交的临时申请的优先权序列号61/223，338，2009年7 月 6 日提交，名称为 ELECTRODE STRUCTURE FOR ELECTROCHEMICAL POWER DEVICE AND PROCESS SEQUENCE FOR PREPARING THE STRUCTURE ;61/241，241，2009 年 9 月 10 日提交， 名称为ANODE STRUCTURE FOR AN ELECTROCHEMICAL POWER DEVICE AND PROCESS SEQUENCE FOR PREPARING THE STRUCTURE ；61/259，365,2009 年 11 月 9 日提交，名称为 COMPOSITE ELECTRODE STRUCTURE FOR ANODE FOR BATTERIES AND PROCESS SEQUENCE FOR MAKING THE STRUCTURE ；61/310，563,2010 年 3 月 4 日提交，名称为 METHOD TO MANUFACTURE SHEET OF METAL-CARBON NANOTUBE COMPOSITE ；61/347，995,2010 年 5 月 25 日提交，名称为 METHOD TO MANUFACTURE SHEET OF METAL-CARBON NANOTUBE COMPOSITE，其都以其整体在此引入作为参考并用于所有目的。背景领域本专利技术一般涉及结构体和设备，其包括从传导性复合物伸出的锚固的碳纳米管 (CNT)阵列(a array of CNT)，用于作为电流导体以及电化学动力设备如电池、超级电容器、燃料电池等的电极的全部或部分。此外，本专利技术还一般涉及制备上述结构体和设备的方法。相关技术本文所述的电化学动力设备通常包括以下设备，其可以化学形式储存电能且按需要将其再以电形式释放(例如，用于移动电话的Li离子电池；将化学能转化为电能(例如，可使用化学燃料如氢或甲醇且将其转化为电能的燃料电池)；和/或储存电能且按需要将其释放(例如，超级电容器)。尽管能量储存和转化的机理在这些设备中可能不同，所有这些设备的一个共同方面为需要电流导体和/或电极。各设备通常具有两个电极，一个阳极，通过该阳极电流流进设备，和一个阴极，通过该阴极电流流出设备。有时，除了电极或作为电极一部分，使用集电器(通常为金属如铜或铝)以改善电传导。碳纳米管(CNT)通常已知具有优异的导电性，导热性，机械强度和耐化学性。尽管 CNT超过半世纪以前已被注意，最近预测的CNT的显著物理性质激发了对该材料的广泛兴趣，CNT已被吹捧为21世纪的新材料。CNT已受到了广泛研究，且多个组织已提出了该材料在复合物中的潜在应用，其用于更高的强度和导热性，用于生物医药领域如靶向的药物递送的纳米探针和纳米吸量管，场致发射设备如发光二极管，能量产生设备如太阳能电池，纳米级探头，纳米级半导体设备应用，电化学能量设备如电池、燃料电池、超级电容器的电极，寸寸。在电化学能量设备的领域，例如，基于CNT的结构体已建议作为电池、燃料电池和超级电容器的电极的潜在候选物。特别是，在锂离子电池领域，有多种将CNT用于电极的实例。美国专利号6，709，471公开了 CNT-氮化硼电池，其包括以下结构体，其使用CNT的壁作为电极且氮化硼作为中间介电层。而且，美国专利号5，879，836描述了使用碳原纤维作为电极中的锂嵌入位点。另一实例包括美国专利号7，442，观4，其描述了使用用传导性聚合物涂覆的CNT阵列作为多种设备的电极，包括能量储存设备。在燃料电池领域，美国专利号7，585，584描述了使用生长在碳基底上的CNT，且催化剂颗粒沉积在CNT上。而且，在超级电容器领域，美国专利Nos. 6，665，169和6，205，016 描述了使用碳纳米纤维作为电极以增加性能。除了 CNT，已研究了基于CNT的复合物(其通常包括用CNT嵌入的传导性材料) 以尝试利用CNT的许多所需性质(参见，例如，“Carbon Nanotube Composites”，作者 Harris P. J. F. International Materials Reviews, Volume 49, Number 1,2004 年二月， pp. 31-43(13))。多种基于CNT的复合物和多种技术是已知的。例如，CNT-聚合物复合物通常通过以下制备将分散在包含聚合物的溶液中的预处理的CNT溶解，且控制溶剂的蒸发 (参见，例如，M. S. P. Shaffer 和 A. H. Windle :Adv. Mater.，1999，11，937-941 ；禾口 D. E. Hill, Y. Lin, Α. Μ. Rao, L. F. Allard 和 Y. -P. Sun =Macromolecules,2002,35,9466-9471.),而 CNT-陶瓷复合物通常通过热压陶瓷粉末和CNT制备(参见，例如，E. Flahaut, A. Peigney, C.Laurent, C. Marliere, F. Chastel and A. Rousset :Acta Mater. ,2000,48,3803-3812 ； 禾口 k. Peigney, Ε. Flahaut, C. Laurent, F. Chastel 禾口 k. Rousset, Chem. Phys. Lett. , 2002, 352,20-25)，且CNT-金属复合物已使用以下技术制备热拉CNT和金属粉末(参见，例如， T. Kuzumaki，K. Miyazawa, H. Ichinose 禾口 K. Ito J. Mater. Res. ，1998，13,2445-2449)，无电镀(参见,例如，W. X. Chen, J. P. Tu, L. Y. Wang, H. Y. Gan，Ζ. D. Xu 和 Χ· B. Zhang :Carbon， 2003，41，215-222)，共电镀金属和 CNT (参见，例如，“Effects of Additives on Cu-MWCNT Composite Plating Films,Susumu Arai,Takashi Saito,and Morinobu Endo,Journal of The Electrochemical Society, 157(3)D127-D134 (2010)；和“Fibrous Nanocarbon Metal Composite and Method forManufacturing the same，”美国专利申请No. 11/257，742，2005 年10月25日提交)和电镀金属至一组CNT上(参见，例如，“Nanoengineered thermal materials based on carbon nanotube array composites,，，美国专利号 7，273，095)。本文引用的所有文献在此以其整体引入作为参考。
技术实现思路
根据本专利技术一方面，提供用于电化学动力设备的结构体。在本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.07.06 US 61/223,338;2009.09.10 US 61/241,241;1.用于电化学动力设备的结构体，该结构体包括 碳纳米管阵列；和传导性碳纳米管复合层，其中至少一部分碳纳米管锚固在复合层中并从其伸出。2.权利要求1所述的结构体，其中该传导性复合层包括碳-金属复合材料。3.权利要求1所述的结构体，其中该碳纳米管从复合层的第一侧和第二侧伸出。4.权利要求1所述的结构体，其中从复合层伸出的该碳纳米管阵列的该部分以共同的方向排成一列。5.权利要求1所述的结构体，其中相比在复合层中锚固的该碳纳米管阵列的一部分， 从复合层伸出的该碳纳米管阵列的该部分更加以共同的方向对齐。6.权利要求1所述的结构体，其中在复合层中锚固的该碳纳米管阵列的一部分不对齐。7.权利要求1所述的结构体，其中在复合层中锚固的该碳纳米管阵列的一部分在复合层中缠结。8.权利要求1所述的结构体，其中该碳纳米管包括多壁管。9.权利要求1所述的结构体，其中该碳纳米管包括碳纳米纤维。10.电流导体，其包括权利要求1所述的结构体。11.电极，其包括权利要求1所述的结构体。12.电化学动力设备，其包括权利要求1所述的结构体。13.锂离子电池，其包括权利要求1所述的结构体。14.燃料电池，其包括权利要求1所述的结构体。15.电容器，其包括权利要求1所述的结构体。16.形成用于电化学动力设备的结构体的方法，该方法包括以下步骤 形成具有碳纳米管阵列的传导性复合层，其中该碳纳米管阵列的长度的至少第一部分从该传导性复合层伸出；和该碳纳米管阵列的长度的至少第二部分嵌入在传导性复合层中。17.权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：V巴鲁，CD康索特，MM林康，铃木达则，
申请(专利权)人：泽普托公司，
类型：发明
国别省市：
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