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【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本文要求于2022年9月5日提交到韩国专利厅的第10-2022-0112212号的优先权,其内容并入本文中。本文涉及一种碳纳米管分散液、其制备方法、包含其的电极浆料组合物、包含其的电极及包含其的二次电池。
技术介绍
1、二次电池是一种可以通过将化学能转化为电能的放电过程和其逆向的充电过程来重复使用的电池。二次电池由正极、负极、电解质及隔膜组成,上述正极及负极通常包括:电极集流体;以及电极活性物质层,形成在电极集流体上。上述电极活性物质层通过将包括电极活性物质、导电材料、粘合剂等的电极浆料组合物涂布到电极集流体上,经干燥后压延而成。
2、导电材料用于改善电极活性物质的导电性,以往主要使用炭黑等点状导电材料。但是,由于点状导电材料对提高电导率的效果不高,因此必须过量使用才能得到充分的效果,这导致电极活性物质的含量降低,从而存在电池容量下降的问题。
3、为了改善这种问题,正在积极尝试应用高导电性碳纳米管(carbon nanotube,cnt)作为导电材料。由于碳纳米管即使使用少量也能够实现高导电性,因此与使用炭黑相比,使用碳纳米管可以显著减少导电材料的含量,从而具有提高电容量的优点。
4、为了将碳纳米管用作负极导电材料,从工艺角度来看,需要制备低粘度的水分散液。
5、聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone:pvp)是一种具有酰胺基的分散剂,其作为聚合物表面活性剂在各种分散体系中用作分散剂、乳化剂、增稠剂等,已知其对碳纳米管的分散也有效(专利文献1)。
6、
7、综合上述内容,可以推测,当混用聚乙烯吡咯烷酮与聚酸时可以获得更佳的cnt分散效果,但实际上,当混用这些物质时,两种物质之间通常会产生过强的结合力,形成不溶物或凝集体,从而存在分散液的分散性反而下降的问题。
8、现有技术文献
9、专利文献
10、专利文献1:kr第10-2011-0118460号
11、非专利文献
12、非专利文献1:毒理学研究杂志(toxicol.res.,2015,4,160-168)
技术实现思路
1、技术问题
2、本专利技术涉及一种具有改善的碳纳米管分散性的碳纳米管分散液、其制备方法、包含其的电极浆料组合物、包含其的电极及包含其的二次电池。
3、解决问题的方案
4、本专利技术的实施方式提供一种碳纳米管分散液,其包含:
5、碳纳米管;
6、第一分散剂,具有酰胺基;
7、第二分散剂,具有选自由羟基及羧基组成的组中的一种以上官能团;以及
8、硫(sulfur)元素。
9、并且,本专利技术的另一实施方式提供一种上述碳纳米管分散液的制备方法,其包括将碳纳米管、具有酰胺基的第一分散剂、具有选自由羟基及羧基组成的组中的一种以上官能团的第二分散剂进行混合的步骤。
10、并且,本专利技术的另一实施方式提供一种电极浆料组合物,其包含上述碳纳米管分散液、硅类电极活性物质及粘合剂。
11、并且,本专利技术的另一实施方式提供一种电极,其包括由上述电极浆料组合物形成的电极活性物质层。
12、并且,本专利技术的另一实施方式提供一种二次电池,其包括上述电极。
13、专利技术的效果
14、本专利技术的实施方式的碳纳米管分散液具有粘度显著低、分散液中碳纳米管的分散性提高的效果。
15、本专利技术的实施方式的碳纳米管分散液具有在用于制造电极时涂布性及工艺性优异的效果。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种碳纳米管分散液,其特征在于,包含:
2.根据权利要求1所述的碳纳米管分散液,其特征在于,基于固体成分,硫元素的含量为0.01wt%以上且10wt%以下。
3.根据权利要求1所述的碳纳米管分散液,其特征在于,以基于固体成分的氧(O)及氮(N)元素的总含量计,硫元素的含量为0.01%以上且20%以下。
4.根据权利要求1所述的碳纳米管分散液,其特征在于,上述第一分散剂的部分或全部被硫取代。
5.根据权利要求4所述的碳纳米管分散液,其特征在于,上述第一分散剂中被硫取代的第一分散剂的比例为10mol%至100mol%。
6.根据权利要求1所述的碳纳米管分散液,其特征在于,上述第一分散剂包括选自由傅里叶变换红外光谱上的1110cm-1至1050cm-1的第一峰、1140cm-1至1180cm-1的第二峰;以及1180cm-1至1220cm-1的第三峰组成的组中的一种以上峰。
7.根据权利要求1所述的碳纳米管分散液,其特征在于,上述第一分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚酯酰胺、聚羧酸酰胺、聚酰胺基胺、硫代酰胺、水溶性尼龙
8.根据权利要求1所述的碳纳米管分散液,其特征在于,上述第二分散剂包含芳香环。
9.根据权利要求1所述的碳纳米管分散液,其特征在于,以1:10至10:1的重量比包含上述第一分散剂;以及第二分散剂。
10.根据权利要求1所述的碳纳米管分散液,其特征在于,上述碳纳米管的比表面积(BET)为10m2/g至5000m2/g。
11.根据权利要求1所述的碳纳米管分散液,其特征在于,上述碳纳米管的平均粒径(D50)为0.1μm至20μm。
12.一种根据权利要求1至11中任一项所述的碳纳米管分散液的制备方法,其特征在于,包括将碳纳米管、具有酰胺基的第一分散剂、具有选自由羟基及羧基组成的组中的一种以上官能团的第二分散剂进行混合的步骤。
13.一种电极浆料组合物,其特征在于,包含根据权利要求1至11中任一项所述的碳纳米管分散液、电极活性物质及粘合剂。
14.一种电极,其特征在于,包括由根据权利要求13所述的电极浆料组合物形成的电极活性物质层。
15.根据权利要求14所述的电极,其特征在于,上述电极为负极。
16.一种二次电池,其特征在于,包括根据权利要求14所述的电极。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种碳纳米管分散液,其特征在于,包含:
2.根据权利要求1所述的碳纳米管分散液,其特征在于,基于固体成分,硫元素的含量为0.01wt%以上且10wt%以下。
3.根据权利要求1所述的碳纳米管分散液,其特征在于,以基于固体成分的氧(o)及氮(n)元素的总含量计,硫元素的含量为0.01%以上且20%以下。
4.根据权利要求1所述的碳纳米管分散液,其特征在于,上述第一分散剂的部分或全部被硫取代。
5.根据权利要求4所述的碳纳米管分散液,其特征在于,上述第一分散剂中被硫取代的第一分散剂的比例为10mol%至100mol%。
6.根据权利要求1所述的碳纳米管分散液,其特征在于,上述第一分散剂包括选自由傅里叶变换红外光谱上的1110cm-1至1050cm-1的第一峰、1140cm-1至1180cm-1的第二峰;以及1180cm-1至1220cm-1的第三峰组成的组中的一种以上峰。
7.根据权利要求1所述的碳纳米管分散液,其特征在于,上述第一分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚酯酰胺、聚羧酸酰胺、聚酰胺基胺、硫代酰胺、水溶性尼龙化合物或它们的组合。
8.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员:姜成均,柳光铉,金泽京,李进泳,
申请(专利权)人:贝特瑞尔有限公司,
类型:发明
国别省市:
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