碳纤维毡

钛基碳纤维毡的整体厚度为5mm

发布时间:2020-02-04 15:40 文章来源:admin 阅读次数:

  手艺范畴本出现涉及一种金属基碳纤维毡复合股料,实在的说涉及一种用于海水/盐水中溶氧型电池阴极的金属基碳纤维毡。

  正在海上或其它含盐水域中管事的电子设置,如海上航标、水文情景浮标、水下探测器、无穷传感器等都须要采用电池来动作电源供给能量。上述用电设置对电池的恳求是容量大、太平性高。向例的一次电池,如锌锰、锌银等,价钱高、况且质料和体积比能量低,积储职能差。假使用铅酸、镍氢、锂离子等二次电池,一方面,受其额定容量控造,电池的水下延续利用岁月有限;另一方面,正在深海管事时,需将电池密封于耐压容器中举办回护,更加是锂离子电池,加多了体系的杂乱性。溶氧型海水电池是一种用于水下的电池,其阳极为镁、铝金属或合金,阴极为氧,电解质为海水或盐水。该类电池的甜头有:一、能量密度高。因为这类电池除金属阳极外其氧化剂和电解质均由海水供给,以是其表面质料比能量高达数百瓦时每千克。二、原料泉源丰裕。镁、铝均为地球储量大的金属元素,且价钱低廉。三、积储职能好。该类电池正在不接触海水时处于不激活状况,其积储职能好,积储岁月长达数年。然而,因为溶氧型海水电池运用水中消融氧动作氧化剂,而海水中的含氧量低(只要0.3mol/m3),以是阴极必需采用绽放式布局与海水接触。杏鑫平台通过加多阴极面积使溶氧型海水电池输出较大电流。专利CN1543001A中为了增添海水电池正极面积,采用发散式正极的布局,电池重心为镁棒。这种布局的海水电池镁阳极与阴极隔断较远,加多了离子电导,且阴极资料比外观积较低,使电池职能偏低。

  本出现针对现有手艺的亏折,提出一种金属基碳纤维毡复合股料,该资料以金属基底为集流网,以原位生擅长金属基底内部及外观的碳纤维交错而成的碳纤维毡为阴极复合股料。为竣工上述宗旨,本出现采用以下手艺计划来竣工。一种金属基碳纤维毡,包含带孔的金属基底和原位生擅长金属基底的孔内部和外外观的碳纤维,碳纤维间彼此交错而成的碳纤维毡。所述金属基底为金属网或泡沫金属。所述金属基碳纤维毡中碳纤维长度为0.3mm-20mm;所述金属基底外观碳纤维毡的厚度为0.5mm-10mm。所述金属基碳纤维毡的电导率为2-10S/cm。所述金属网为不锈钢网、钛网、镀钛网、银网、镀银网、金网、镀金网中的一种。所述泡沫金属为泡沫镍、泡沫铜、泡沫铁镍中的一种。所述金属网的目数为1-100目。所述泡沫金属的孔隙率为30%-98%。与现有手艺比拟,本出现所述金属基碳纤维毡,其碳纤维原位生擅长金属基底内部及外观,低浸了金属基底与碳纤维的接触电阻,加多了简单碳纤维毡的强度,将其动作溶氧型海水/盐水电池阴极时具有阴极比外观积高、导电性好、布局强度大等甜头,从而抬高了电池的职能和太平性。附图注释图1为碳毡型海水电池阴极布局示妄念;图2为采用碳毡型阴极的镁海水电池放电职能;图3放电职能测试图。图中1为碳纤维毡;2为集流体。实在践诺方法下述践诺例为竣工本出现的不妨途径,但同范畴的手艺职员采用下述方法以外的设施来的竣工本出现仍正在本专利回护的范畴内。践诺例1:采用如下举措造备本出现所述金属基碳纤维毡。采用目数为20宗旨钛网为金属基底,将聚丙烯氰纤维梭织于钛网上得金属基碳纤维毡前体;将所得前体于氛围空气中正在280℃下预氧化60min,然后正在氮气回护条目1000℃碳化管造60min造成即造成钛基碳纤维毡。所得钛基碳纤维毡中的碳纤维长度为15mm,钛基碳纤维毡的全体厚度为5mm,其电导率为8S/cm。为侦查其动作溶氧型海水/盐水电池阴极时的职能,将其切割为50cm×18cm的片状布局,并将其切割周围密封于绝缘框架中组成溶氧型海水电池阴极。溶氧型海水电池共包含40片上述阴极。溶氧型海水/盐水电池阳极采用AZ61镁合金资料,拼装的溶氧型海水电池正在海水中的放电职能如图2所示。践诺例2:将聚丙烯腈鸠集体溶于二甲基亚砜和水的搀和溶剂中,于60℃条目下连续搅拌8h,得匀称的聚丙烯腈溶液,将泡沫镍置于盛有上述溶液的安装中,于50℃条目下线h,将浸入有泡沫镍的脱泡后溶液蒸干溶剂,并正在氛围空气中280℃下预氧化100min,然后正在氮气回护条目1000℃碳化管造60min造成即造成泡沫镍基碳纤维毡。践诺例3:将聚丙烯腈鸠集体溶于二甲基甲酰胺中,于60℃条目下连续搅拌2h至完整消融。采用静电纺丝的设施将质料分数为6%的聚丙烯晴纺丝液吸入打针器后举办纺丝于镀金铜网上。将电纺纤维毡置于烘箱中,正在280℃预氧化30min,然后正在氮气回护条目1000℃碳化管造60min造成即造成镀金铜网基碳纤维毡。对照例:采用与践诺例1中相像的钛网动作金属基底,于金属基底两侧压合碳纤维毡,造成“三合一”布局,造成的“三合一”布局的全体厚度与践诺例1中相像。采用与践诺例1中相像的设施对其电导率金属测试,测试结果证据其电导率为2.1S/cm,低于践诺例1中的电导率测试结果。将“三合一”切割成与践诺例1中相像的尺寸巨细,将其动作溶氧型海水电池阴极,阳极及电池布局均与践诺例1中相像拼装成电池并对其正在海水中举办放电职能测试,测试结果如图3所示。对照践诺例1可知,因接触电阻大,采用“三合一”布局阴极的溶氧型海水电池职能清楚小于践诺例1中本出现所述金属基碳纤维毡阴极电池职能。本出现所述金属基碳纤维毡阴极具有优异的电导率,电池职能优异而且太平。

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