一種含三維立體多孔碳電極的微型無膜燃料電池及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于燃料電池【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種含三維立體多孔碳電極的微型無膜燃料電池及其制備方法。本發(fā)明所述的微型燃料電池通過在金屬電極引線表面負(fù)載一定厚度的碳納米管或碳纖維形成三維立體多孔碳電極，再經(jīng)蓋片粘結(jié)封裝制備而成。本發(fā)明燃料電池的燃料和氧化劑分別以滲透的形式透過負(fù)載有催化劑的三維立體碳電極發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)物（燃料和氧化劑）液流透過立體電極時具有高效的擴散/對流物質(zhì)傳輸特性，靠近電極消耗邊界層的反應(yīng)物可以得到持續(xù)有效的補充，使得電極處反應(yīng)物濃度能維持一定值；同時由于碳納米管或碳纖維疏松多孔且具有大的比表面積，反應(yīng)活性區(qū)域多，使本發(fā)明所述微型燃料電池具有高的燃料利用率和功率密度。
【專利說明】一種含三維立體多孔碳電極的微型無膜燃料電池及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于燃料電池【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地涉及一種含三維立體多孔碳電極的微型無膜燃料電池及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展，移動電子設(shè)備不斷地微型化，對于微型高效的電源需求越來越大。微型燃料電池具有高能量轉(zhuǎn)換效率、高比功率、高容量、體積小及環(huán)境友好等優(yōu)點，能夠在一定程度上滿足移動電子設(shè)備日益增長的能源需求，隨著各類移動電子設(shè)備的日益普及，微型燃料電池的需求將更加突出，是一種有潛力的技術(shù)。
[0003]微型無膜燃料電池是一種無需質(zhì)子交換膜的新型微型燃料電池，它充分利用微流體粘滯性較強而出現(xiàn)的共層流屬性，即氧化劑和燃料兩股液流在微溝道內(nèi)交互通過時彼此接觸面出現(xiàn)較少混合的特性。液流接觸面起到質(zhì)子交換膜的作用，故可以視液流接觸面為虛擬質(zhì)子交換膜，微型無膜燃料電池?zé)o需質(zhì)子交換膜也能實現(xiàn)質(zhì)子的選擇透過性從而保持電池工作時內(nèi)電路暢通。
[0004]在燃料電池中，所有的氧化還原反應(yīng)都是基于平面電極表面進(jìn)行的?，F(xiàn)有的微型無膜燃料電池的電極一般為長條形平面狀，分布在微流通道的兩側(cè)，燃料和氧化劑分別在陽極和陰極表面流過而發(fā)生氧化還原反應(yīng)。目前的微型無膜燃料電池均是以金屬材料作為電極，在電極上涂刷或沉積催化劑，或在電極上涂刷負(fù)載有催化劑的載體材料等。但通過這些方法制備的電極氧化還原反應(yīng)局限在二維平面，反應(yīng)活性區(qū)域面局限，燃料利用率和功率密度低。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中燃料電池燃料利用率低和功率密度低的問題，本發(fā)明提供了一種含三維立體多孔碳電極的微型無膜燃料電池及其制備方法。
[0006]一種含三維立體多孔碳電極的微型無膜燃料電池，所述微型無膜燃料電池的基板材料表面上有金屬電極引線，所述金屬電極引線上負(fù)載有碳納米管或碳纖維，所述碳納米管或碳纖維上負(fù)載有催化劑，所述金屬電極引線和負(fù)載有催化劑的碳納米管或碳纖維構(gòu)成了三維立體多孔碳電極，所述微型無膜燃料電池的燃料和氧化劑分別以滲透的形式透過負(fù)載有催化劑的三維立體多孔碳電極發(fā)生氧化還原反應(yīng)，所述基板材料與蓋片粘結(jié)封裝后得到微型無膜燃料電池。
[0007]上述方案中，所述基板材料為硅片或玻璃片。
[0008]上述方案中，所述金屬電極弓丨線為鉻金屬薄膜電極引線。
[0009]上述方案中，所述多孔碳納米管或碳纖維的厚度為0.1?1mm。
[0010]上述方案中，所述催化劑為鉬、鈀、銅、金、銀的金屬催化劑或合金催化劑。
[0011]一種制備上述含三維立體多孔碳電極的微型無膜燃料電池的方法，包括如下步驟:(I)在基板材料上制備金屬電極引線；
[0012](2)在金屬電極引線上負(fù)載碳納米管或碳納米纖維；
[0013](3)在碳納米管或碳納米纖維上負(fù)載催化劑；
[0014](4)將上述基板材料與蓋片粘結(jié)封裝后得到微型無膜燃料電池。
[0015]上述方案中，所述金屬電極引線的制備方法為:首先在基板材料上制備金屬膜；然后在所述金屬膜表面涂覆一層光刻膠；再對所述光刻膠進(jìn)行光刻和顯影處理，使所述金屬膜上殘余的光刻膠呈現(xiàn)所需的電極圖形，隨后將其放入刻蝕液中進(jìn)行刻蝕，得到所需的電極形狀；最后碳化刻蝕后的所述光刻膠，將所述刻蝕后的光刻膠放入高溫爐中進(jìn)行熱處理。
[0016]上述基板材料為娃片或玻璃，上述金屬膜為鉻-金雙層金屬薄膜，上述刻蝕液為鉻刻蝕液，上述制備金屬膜的方法為濺射法、磁控濺射法或熱蒸發(fā)鍍法；具體地，所述磁控濺射法制備所述金屬膜的工藝參數(shù)為:腔體壓力為0.5?0.6Pa，濺射功率為80?100W，IS氣流速為10?12cm2/min,#i射時間為2?3min ;采用勻膠法在所述金屬膜表面涂覆一層所述光刻膠，所述勻膠法的工藝參數(shù)為:轉(zhuǎn)速為700?800rpm，時間為6?9s，再經(jīng)轉(zhuǎn)速為3500rpm，時間為20?30s ;所述熱處理的工藝參數(shù)為:以I?2°C /min的速度升溫，在1500C的溫度條件下，保溫0.5h，然后以5°C /min的速度升溫至350?380°C，保溫0.5h后，隨爐冷卻。
[0017]上述方案中，所述多孔碳納米管或碳納米纖維的負(fù)載方法為:直接沉淀法、電泳沉積法或直接生長法。
[0018]上述直接沉淀法的步驟為:將碳納米管或碳纖維超聲分散于丙酮溶液中，將混合液滴加到所述金屬引線表面沉淀，再經(jīng)50°C?80°C、15?30min烘干即可。
[0019]上述電泳沉積法的步驟為:取濃度為0.5?2g/l的碳納米管水溶液或碳纖維水溶液，沉積電壓為I?2v，沉積時間為5?10h。
[0020]上述直接生長法負(fù)載所述碳納米管的工藝步驟為:先在所述金屬弓I線表面電泳沉積Ni，沉積電壓為3?5v，沉積時間為15?30s，然后采用微波等離子體裝置，微波功率為250?350W，生長時間為30?60min，工作氣壓為2.5?3.5kpa,氫氣流量為50?55cm3/min,甲燒流量為3.3?3.5cm3/min。
[0021]上述直接生長法負(fù)載所述碳纖維的工藝步驟為:先在所述金屬引線表面電泳沉積Ni，沉積電壓為I?3v，沉積時間為15?30s，然后采用微波等離子體裝置，微波功率為200?300W，生長時間為30?60min，工作氣壓為4?5kpa，氫氣流量為50?55cmVmin，甲燒流量為3.3?3.5cm3/min。
[0022]上述方案中，所述催化劑為通用的鉬、鈀、銅、金、銀金屬催化劑或合金催化劑。
[0023]上述方案中，所述負(fù)載催化劑的方法為:將負(fù)載有碳納米管或碳納米纖維的基板材料浸泡于含有鉬、鈕、銅、金、和/或銀的鹽溶液中，浸泡5?24小時,取出晾干后利用氫等離子體、氫氣或硼氫化鈉還原，獲得負(fù)載在碳納米管上的金屬催化劑或合金催化劑；或以金屬電極引線為負(fù)極，將基板材料置于電鍍槽中，以含有鉬、鈀、銅、金、和/或銀的鹽溶液為電鍍液，通過電鍍來獲得負(fù)載在碳納米管上的金屬催化劑或合金催化劑。
[0024]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的微型無膜燃料電池，利用負(fù)載有催化劑的三維立體碳納米管或碳纖維作為電極，燃料和氧化劑分別以滲透的形式透過負(fù)載有催化劑的三維立體碳電極發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)物(燃料和氧化劑)液流透過立體電極時具有高效的擴散/對流物質(zhì)傳輸特性，靠近電極消耗邊界層的反應(yīng)物因此可以得到持續(xù)有效的補充，使得電極處反應(yīng)物濃度能維持一定值；同時由于碳納米管或碳纖維疏松多孔且具有大的比表面積，反應(yīng)活性區(qū)域多，因此本發(fā)明所述微型燃料電池具有高的燃料利用率和功率密度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明微型燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖，其中I為金屬電極引線，2為三維立體多孔碳納米管或碳纖維，3為氧化劑，4為燃料。
【具體實施方式】
[0026]為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實例。
[0027]實施例1
[0028]一種含三維立體多孔碳電極的微型無膜燃料電池，通過如下方法制備得到，具體包括如下步驟:
[0029](I)在基片制備金屬電極引線:
[0030]1.1采用磁控濺射法在清洗干凈的玻璃片(基片)上制備一層鉻金屬膜，該鉻金屬膜用作碳電極的引線。磁控濺射法的工藝參數(shù)為:腔體壓力0.6Pa，濺射功率100W，氬氣流速12cm2/min,派射時間2min ；
[0031]1.2利用勻膠機在鉻金屬膜上涂覆一層光刻膠，勻膠的工藝參數(shù)為:低速SOOrpm左右，時間6s，高速3500rpm,時間30s ；
[0032]1.3對光刻膠進(jìn)行光刻、顯影等處理，圖形化光刻膠，使鉻金屬膜上殘余的光刻膠呈現(xiàn)所需的電極圖形，再將其放入鉻刻蝕液中刻蝕，去除顯露出的金屬鉻，得到所需的電極形狀；
[0033]1.4將經(jīng)過上述工序處理后的玻璃片放入高溫爐中，碳化光刻膠，工藝參數(shù)為:以TC /min的速度升溫，在150°C的溫度條件下，保溫0.5h，然后以5°C /min的速度升溫至380 V，保溫0.5h后，隨爐冷卻，得到Cr/Au金屬電極引線。
[0034](2)在金屬電極引線上負(fù)載碳納米管:采用直接沉淀法在金屬電極引線表面沉積碳納米管，將0.2g所述碳納米管加入15ml丙酮溶液中,超聲混合15min,磁力攪拌15min,將混合液滴加到所述金屬電極引線表面沉淀，再經(jīng)過80°C，15min烘干，獲得負(fù)載在金屬電極引線上的碳納米管，所述碳納米管厚度0.5mm左右。
[0035](3)在碳納米管上負(fù)載催化劑:將負(fù)載有金屬電極引線和碳納米管的基片浸泡于含有氯鉬酸和硝酸銅的溶液中，浸泡18小時，取出室溫晾干后利用氫等離子體還原，得到負(fù)載有Pt/Cu合金催化劑的碳納米管立體陽極和陰極電極，所述氫等離子體還原條件為微波功率100W，腔體壓力lkPa，氫氣流速lOsccm。
[0036](4)將基片和蓋片粘結(jié)封裝后得到微型無膜燃料電池。
[0037]本發(fā)明制備得到的含三維立體多孔碳電極的微型無膜燃料電池的電池性能:以V2+為燃料、VO2+為氧化劑，最大功率密度達(dá)到116mW/cm2，燃料利用率為90%，可見本實施例制備的燃料電池具有較高電功率密度和燃料利用率。[0038]實施例2
[0039]一種含三維立體多孔碳電極的微型無膜燃料電池，通過如下方法制備得到，具體包括如下步驟:
[0040](1)在基片制備金屬電極引線:
[0041]1.1采用磁控濺射法在清洗干凈的硅片(基片)上制備一層鉻金屬膜，磁控濺射法的工藝參數(shù)為:腔體壓力0.5Pa，濺射功率80W，氬氣流速IOcm/min,濺射時間3min ；
[0042]1.2利用勻膠機在鉻金屬膜上涂覆一層光刻膠，勻膠的工藝參數(shù)為:低速700rpm左右，時間9s，高速3500rpm,時間20s ；
[0043]1.3對光刻膠進(jìn)行光刻、顯影等處理，圖形化光刻膠，使鉻金屬膜上殘余的光刻膠呈現(xiàn)所需的電極圖形，再將其放入鉻刻蝕液中刻蝕，去除顯露出的金屬鉻，得到所需的電極形狀；
[0044]1.4將經(jīng)過上述工序處理后的硅片放入高溫爐中，碳化光刻膠，工藝參數(shù)為:以20C /min的速度升溫，在150°C的溫度條件下，保溫0.5h，然后以5°C /min的速度升溫至350 V，保溫0.5h后，隨爐冷卻，得到Cr/Au金屬電極引線。
[0045](2)在金屬電極引線上負(fù)載碳納米纖維:采用直接沉淀法在金屬電極引線表面沉積碳纖維，將0.5g所述碳纖維加入25ml丙酮溶液中,超聲混合15min,磁力攪拌15min,將混合液滴加到所述金屬膜表面沉淀，再經(jīng)過50°C，30min烘干，獲得負(fù)載在金屬電極引線上的碳納米管，所述碳納米管厚度Imm左右。
[0046](3)在碳納米纖維上負(fù)載催化劑:取2ml0.0056mol/L的(NH4) 2PdCl6和2ml
0.0039mol/L的H2PtCl6.6H20分別對獲得的碳纖維陽極和陰極進(jìn)行等體積浸潰，浸潰時間為24小時，然后采用氫等離子體還原，微波功率為100?，還原時間為30min，分別獲得負(fù)載有Pd催化劑的碳纖維立體陽極電極和負(fù)載有Pt催化劑的碳纖維立體陰極電極；
[0047](4)將基片和蓋片粘結(jié)封裝后得到微型無膜燃料電池。
[0048]本發(fā)明制備得到的含三維立體多孔碳電極的微型無膜燃料電池的電池性能:以HCOOH為燃料、H2O2為氧化劑，最大功率密度達(dá)到78mW/cm2，燃料利用率為90%，可見本實施例制備的燃料電池具有較高的電池功率密度和燃料利用率。
[0049]實施例3
[0050]一種含三維立體多孔碳電極的微型無膜燃料電池，通過如下方法制備得到，具體包括如下步驟:
[0051](I)在基片制備金屬電極引線:同實施例1 ;
[0052](2)在金屬電極引線上負(fù)載碳納米管:采用電泳沉積法在金屬電極引線表面沉積碳納米管，將2g碳納米管加入到IL的水中，配制濃度為2g/l的碳納米管水溶液，施加IV的電壓，沉積時間10h，獲得負(fù)載在金屬電極引線上的碳納米管，所述碳納米管厚度0.5mm左右；
[0053](3)在碳納米管上負(fù)載催化劑:將負(fù)載有金屬電極引線和碳納米管的基片浸泡于含有氯鉬酸和硝酸銀的溶液中，浸泡18小時，取出室溫晾干后利用氫等離子體還原，得到負(fù)載有Pt/Ag合金催化劑的碳納米管立體陽極和陰極電極，所述還原條件為微波功率100W，腔體壓力lkPa，氫氣流速lOsccm。
[0054](4)將基片和蓋片粘結(jié)封裝后得到微型無膜燃料電池。[0055]本發(fā)明制備得到的含三維立體多孔碳電極的微型無膜燃料電池的電池性能:以V2+為燃料、VO2+為氧化劑，最大功率密度達(dá)到112mW/cm2，燃料利用率為85%，可見本實施例制備的燃料電池具有較高的電池功率密度和燃料利用率。
[0056]實施例4
[0057]一種含三維立體多孔碳電極的微型無膜燃料電池，通過如下方法制備得到，具體包括如下步驟:
[0058](I)在基片制備金屬電極引線:同實施例1 ;
[0059](2)在金屬電極引線上負(fù)載碳納米纖維:采用電泳沉積法在金屬電極引線表面沉積碳纖維，將2g碳納米纖維加入到IL的水中，配制濃度為2g/l的碳纖維水溶液，施加2V的電壓，沉積時間5h，獲得負(fù)載在金屬電極引線上的碳纖維，所述碳纖維的厚度為0.5mm ；
[0060](3)在碳納米纖維上負(fù)載催化劑:取2ml0.0056mol/L的(NH4) 2PdCl6和2ml
0.0049mol/L的AuCl3.HCl.4H20分別對獲得的碳纖維陽極和陰極進(jìn)行等體積浸潰，浸潰時間為24小時,然后采用氫等離子體還原,微波功率為IOOw,還原時間為30min,分別獲得負(fù)載有Pd催化劑的碳纖維立體陽極電極和負(fù)載有Au催化劑的碳纖維立體陰極電極；
[0061](4)將基片和蓋片粘結(jié)封裝后得到微型無膜燃料電池。
[0062]本發(fā)明制備得到的含三維立體多孔碳電極的微型無膜燃料電池的電池性能:以HCOOH為燃料、NaOCl為氧化劑，最大功率密度達(dá)到65mW/cm2，燃料利用率為85%，可見本實施例制備的燃料電池具有較高的電池功率密度和燃料利用率。
[0063]實施例5
[0064]一種含三維立體多孔碳電極的微型無膜燃料電池，通過如下方法制備得到，具體包括如下步驟:
[0065](I)在基片制備金屬電極引線:同實施例2 ；
[0066](2)在金屬電極引線上負(fù)載碳納米管:采用直接生長法在金屬電極引線表面負(fù)載碳納米管，先在金屬電極引線表面電泳沉積Ni，電鍍液為0.05mol/L的硝酸鎳溶液，沉積時間15s，電壓為3v，然后采用微波等離子體裝置，先經(jīng)氫等離子體處理IOmin后，然后進(jìn)行碳納米管的生長，微波功率為300W，工作氣壓為3kpa，氫氣流量為55cm3/min，甲烷流量為
3.3cm3/min，生長時間為60min，然后關(guān)閉氫氣和甲烷，降低氣壓為0.2kpa，保持微波功率為300W，處理時間5min，獲得負(fù)載在金屬電極引線上的碳納米管，所述碳納米管的厚度為
0.1mm ；
[0067](3)在碳納米管上負(fù)載催化劑:取2ml 0.0039mol/L的H2PtCl6.6H20和2ml
0.0039mol/L的H2PtCl6.6H20分別對獲得的碳納米管陽極和陰極進(jìn)行等體積浸潰，浸潰時間為24小時,然后采用氫等離子體還原,微波功率為IOOw,還原時間為30min,分別獲得負(fù)載有Pt催化劑的碳納米管立體陽極電極和陰極電極；
[0068](4)將基片和蓋片粘結(jié)封裝后得到微型無膜燃料電池。
[0069]本發(fā)明制備得到的含三維立體多孔碳電極的微型無膜燃料電池的電池性能以CH3OH為燃料、KMnO4為氧化劑，最大功率密度達(dá)到85mW/cm2，燃料利用率為80%，可見本實施例制備的燃料電池具有較高的電池功率密度和燃料利用率。
[0070]實施例6
[0071]一種含三維立體多孔碳電極的微型無膜燃料電池，通過如下方法制備得到，具體包括如下步驟:
[0072](I)在基片制備金屬電極引線:同實施例2 ;
[0073](2)在金屬電極引線上負(fù)載碳納米纖維:采用直接生長法在金屬電極引線表面負(fù)載碳纖維，先在金屬電極引線表面電泳沉積Ni,電鍍液為0.05mol/L的硝酸鎳溶液,沉積時間30s，電壓為lv，然后采用微波等離子體裝置，先經(jīng)氫等離子體處理20min后，然后進(jìn)行碳纖維的生長，微波功率200W，工作氣壓5kpa，生長時間30min，氫氣流量為55cm3/min，甲烷流量為3.3cm3/min，獲得負(fù)載在金屬電極引線上的碳纖維，所述碳纖維厚度Imm ；
[0074](3)在多孔碳納米纖維上負(fù)載催化劑:同實施例4 ；
[0075](4)將基片和蓋片粘結(jié)封裝后得到微型無膜燃料電池。
[0076]本發(fā)明制備得到的含三維立體多孔碳電極的微型無膜燃料電池的電池性:以V2+為燃料、VO2+為氧化劑，最大功率密度達(dá)到115mW/cm2，燃料利用率為90%，可見本實施例制備的燃料電池具有較高的電池功率密度和燃料利用率。
[0077]顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的實例，而并非對實施方式的限制。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而因此所引申的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種含三維立體多孔碳電極的微型無膜燃料電池，其特征在于，所述微型無膜燃料電池的基板材料表面上有金屬電極引線，所述金屬電極引線上負(fù)載有碳納米管或碳纖維，所述碳納米管或碳纖維上負(fù)載有催化劑，所述金屬電極引線和所述負(fù)載有催化劑的碳納米管或碳纖維構(gòu)成了三維立體多孔碳電極，所述微型無膜燃料電池的燃料和氧化劑分別以滲透的形式透過負(fù)載有催化劑的三維立體多孔碳電極發(fā)生氧化還原反應(yīng)，所述基板材料與蓋片粘結(jié)封裝后得到微型無膜燃料電池。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型無膜燃料電池，其特征在于，所述基板材料為硅片或玻璃片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型無膜燃料電池，其特征在于，所述金屬電極引線為鉻金屬薄膜電極引線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型無膜燃料電池，其特征在于，所述負(fù)載在金屬電極上的碳納米管或碳纖維的厚度為0.1?1mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型無膜燃料電池，其特征在于，所述催化劑為鉬、鈀、銅、金、銀的金屬催化劑或合金催化劑。
6.如權(quán)利要求1?5(任一項)所述一種含三維立體多孔碳電極的微型無膜燃料電池的制備方法，其特征在于包括如下步驟: (1)在基板材料上制備金屬電極引線； (2)在金屬電極引線上負(fù)載碳納米管或碳納米纖維； (3)在碳納米管或碳納米纖維上負(fù)載催化劑； (4)將上述基板材料與蓋片粘結(jié)封裝后得到微型無膜燃料電池。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述在金屬電極上負(fù)載碳納米管或碳納米纖維的方法為:直接沉淀法、電泳沉積法或直接生長法。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述直接沉淀法的步驟為:將碳納米管或碳纖維超聲分散于丙酮溶液中，將混合液滴加到所述金屬電極引線表面沉淀，再經(jīng)50°C?80°C，15?30min烘干即可。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述電泳沉積法的步驟為:取濃度為.0.5?2g/l的碳納米管水溶液或碳纖維水溶液，沉積電壓為I?2v，沉積時間為5?10h。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述直接生長法負(fù)載所述碳納米管的工藝步驟為:先在所述金屬電極引線表面電泳沉積Ni，沉積電壓為3?5v，沉積時間為15?30s，然后采用微波等離子體裝置直接生長碳納米管，微波功率為250?350W，生長時間為30?60min，工作氣壓為2.5?3.5kpa，氫氣流量為50?55cm3/min，甲烷流量為3.3?.3.5cm3/min ;所述直接生長法負(fù)載所述碳纖維的工藝步驟為:先在所述金屬電極引線表面電泳沉積Ni，沉積電壓為I?3v，沉積時間為15?30s，然后采用微波等離子體裝置直接生長碳纖維，微波功率為200?300W，生長時間為30?60min，工作氣壓為4?5kpa，氫氣流量為50?55cm3/min，甲烷流量為3.3?3.5cm3/min。
【文檔編號】H01M8/00GK103682383SQ201310632092
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】王升高, 許結(jié)林, 張維, 皮曉強, 李鵬飛, 孔垂雄, 王傳新, 汪建華 申請人:武漢工程大學(xué)