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【科学材料站】亲水碳布

阅读次数:    2023-04-11

生碳布(raw carbon cloth substrate),即碳布基材,是由预氧化的聚丙烯腈(PAN)纤维织物经过碳化烘烤或碳纤维经纺织而成的一种碳纤维织物。其成分主要是碳(通常大于99wt%)。它不仅具有碳材料固有的本征特性,又兼具纺织纤维的柔性可加工性,具有比强度高,抗蠕变性好,密度低,热稳定性和化学稳定性好,热膨胀系数低及电传导性高等一系优异的性能。

由于在生产和运输过程中生碳布表面会附着各种助剂并且积累粉尘,因此表现出弱疏水性。根据不同厂家的生产工艺,生碳布被生产出来时表现出不同的疏水程度。目前,碳布主要应用于电化学领域、微生物燃料电池领域、超级电容器领域及锂电池领域等。

科学材料站-生碳布系列(CeTech/AvCarb/Panex/ELAT/Etek)

产品型号

品牌

产品代码

厚度(mm)

面密度(g/m2

尺寸(cm)

CeTech W0S1009

台湾碳能

121000

0.33

120

10 x 10

20 x20

40 x 40

50 x 50

CeTech W0S1011

121004

0.36

130

AvCarb 1071 HCB

美国AvCarb

116000

0.356

132

10*10

20*20

40*40

Panex PX30 PW03

日本东丽

1402001

0.4064

115

Panex PX30 PW06

1402002

0.508

237

ELAT HPC

美国FCS

1402003

0.406

130

Etek Cloth A

美国FCE

1402006

0.381

115

Etek Cloth B

1402007

0.508

237

Etek Cloth C

1402008

0.889

288

数据来源:科学材料站 ● SCI Materials Hub ● www.scimaterials.cn


碳布被认为是良好的导电基体,但是由于其表面光滑,比表面积小,且呈化学惰性,限制了其在电化学储能领域的应用。对于生碳布来说,其表面是非极性的,对极性分子例如水是无亲和作用的,因此限制了其在极性溶剂体系内的应用(例如:在超级电容器的应用中,生碳布的比电容仅为1-2F/g,远远低于其他碳材料)。因此在实际操作中,很少有直接使用碳布作为电极材料,往往需要进行表面的亲水处理,以提高其表面活性,如通过工艺控制以及后处理方法,来增加碳表面的非碳元素基团(如含氧官能团)。不仅可以调控功能化负载物在碳布基底上的均匀生长,并且能够实现与水系电解液等充分接触,提高不同电化学储能器件的性能。因此,根据碳布的表面特性,改变碳布表面基团,对提高碳基底的亲水性能具有十分重要的作用和意义。



亲水碳布是一种经过化学活化使其具有亲水性的碳材料。它被用作储能装置的电极或集流体。亲水碳布在储能装置中作为电极有许多应用,在热性能和导电特性重要的场合也有应用。亲水碳布具有优异的拉伸和层间剪切强度,可防止织物起皱。它是专门为液体型电化学反应器设计的,或用于材料复合生长。

通过科学材料站预氧化得到的亲水碳布具有BET表面积以及整体电池性能显著增加,该系列的亲水碳布具有丰富的表面氧化基团,更加适用于一些特定应用,如液流电池,电池、材料合成等。

科学材料站对W0S1009生碳布、W0S1011生碳布、AvCarb 1071 HCB生碳布等进行预氧化处理得到了相应的亲水碳布。此外,科学材料站还可根据用户需求定制不同亲水性的碳布。

通过科学材料站预氧化得到的亲水碳布具有BET表面积以及整体电池性能显著增加,该系列的亲水碳布具有丰富的表面氧化基团,更加适用于一些特定应用,如液流电池,电池、材料合成等。

科学材料站可根据用户需求定制不同亲水性的碳布。此外,科学材料站同时提供

l 亲水碳纸/亲水碳毡/亲水石墨毡;

l 疏水碳布/疏水碳纸/疏水碳毡/疏水石墨毡;

l 疏水微孔层碳布/疏水微孔层碳纸/疏水微孔层碳毡/疏水微孔层石墨毡;

l 气体扩散电极:催化剂碳纸电极/催化剂碳布电极/催化剂碳毡电极/催化剂石墨毡电极


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