含有碳纳米管的薄膜制造技术

含有碳纳米管的薄膜，是在基材上形成的含有碳纳米管的薄膜，厚度为10～500nm，所述薄膜中所含的碳纳米管的相对于所述薄膜形成部分中的所述基材的被覆率为20～100％，该含有碳纳米管的薄膜即使膜厚度薄，对于基材的被覆率也高，并且可进行超声波焊接，作为底涂层使用的情况下可给予低电阻的储能器件。

Thin Films Containing Carbon Nanotubes

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含有碳纳米管的薄膜
本专利技术涉及含有碳纳米管的薄膜。
技术介绍
近年来，以锂离子二次电池、双电层电容器为首的储能器件为了应对电动汽车、电动设备等用途，需要高容量化和充放电的高速化。作为用于满足该要求的一个对策，提出了在活性物质层与集电基板之间配置底涂层，使活性物质层和集电基板的粘接性变得牢固，同时降低它们的接触界面的电阻(例如参照专利文献1、2)。作为上述的底涂层中使用的导电材料，一般使用如石墨、炭黑等的粒子状的碳材料。但是，这些碳材料一般粒径大达数百nm以上，在形成数百nm以下的底涂层的情况下，碳材料在表面稀疏地存在，作为结果，引入底涂层产生的接触界面的低电阻化、与充放电循环相伴的劣化的抑制和箔的腐蚀抑制等有可能变得不充分。因此，为了使用上述的碳材料来实现接触界面的充分的低电阻化，必须使底涂层的厚度成为数百nm以上，但在电池体积中所占的底涂层的比例变大，结果使电池的容量降低。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010-170965号公报专利文献2：国际公开第2014/042080号
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术鉴于上述实际情况而完成，目的在于提供即使膜厚度薄、对于基材的被覆率也高并且可进行超声波焊接、作为底涂层使用的情况下可给予低电阻的储能器件的含有碳纳米管的薄膜和具备该薄膜的储能器件电极用底涂箔。用于解决课题的手段本专利技术人从具备底涂层的器件的低电阻化这样的观点出发，反复认真研究，结果发现通过使用使导电材料为碳纳米管、使膜厚为一定的范围并且使被覆率为一定的范围的含有碳纳米管的薄膜，得到给予低电阻的储能器件的储能器件电极用底涂箔，完成了本专利技术。即，本专利技术提供：1.含有碳纳米管的薄膜，是在基材上形成的含有碳纳米管的薄膜，其特征在于，厚度为10～500nm，所述薄膜中所含的碳纳米管的相对于所述薄膜形成部分中的所述基材的被覆率为20～100％；2.1所述的含有碳纳米管的薄膜，其中，所述厚度为20～300nm，所述被覆率为40～100％；3.1或2所述的薄膜，其还包含碳纳米管分散剂；4.储能器件电极用底涂箔，是具有集电基板和在该集电基板的至少一面形成的包含碳纳米管的底涂层的储能器件电极用底涂箔，其特征在于，所述底涂层的厚度为10～500nm，所述底涂层中所含的碳纳米管的相对于所述底涂层形成部分中的集电基板的被覆率为20～100％；5.4所述的储能器件电极用底涂箔，其中，所述集电基板为铝箔或铜箔；6.4所述的储能器件电极用底涂箔，其中，所述厚度为20～300nm，所述被覆率为40～100％；7.4～6中任一项所述的储能器件电极用底涂箔，其还包含碳纳米管分散剂；8.7所述的储能器件电极用底涂箔，其中，所述碳纳米管分散剂为三芳基胺系高支化聚合物或在侧链含有噁唑啉基的乙烯基系聚合物；9.储能器件电极，其具有4～8中任一项所述的储能器件电极用底涂箔和在其底涂层的表面的一部分或全部形成的活性物质层；10.9所述的储能器件电极，其中，所述活性物质层以使所述底涂层的周缘残留、将其以外的部分全部覆盖的形态形成；11.储能器件，其具备9或10所述的储能器件电极；12.储能器件，其具有至少一个具备一个或多个10所述的电极和金属极片而构成的电极结构体，将所述电极的至少一个在形成所述底涂层并且没有形成所述活性物质层的部分与所述金属极片超声波焊接；13.储能器件的制造方法，是使用了一个或多个10所述的电极的储能器件的制造方法，具有如下工序：将所述电极的至少一个在形成所述底涂层并且没有形成所述活性物质层的部分与金属极片超声波焊接。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供膜厚度薄并且为高被覆率的薄膜和具备该薄膜的给予低电阻的储能器件的储能器件电极用底涂箔。具体实施方式以下对本专利技术更详细地说明。本专利技术涉及的含有碳纳米管(CNT)的薄膜为在基材上形成的含有碳纳米管的薄膜，其特征在于，厚度为10～500nm，薄膜中所含的碳纳米管的相对于薄膜形成部分中的基材的被覆率为20～100％。这种情况下，作为上述基材，如果使用作为储能器件电极的构成部件的集电基板，则能够制成具备本专利技术的含有CNT的薄膜作为底涂层的用于储能器件的底涂箔。再有，该底涂层如后所述，在集电基板的至少一面形成，构成电极的一部分。作为上述储能器件，例如可列举出双电层电容器、锂二次电池、锂离子二次电池、质子聚合物电池、镍氢电池、铝固体电容器、电解电容器、铅蓄电池等各种储能器件，本专利技术的底涂层能够特别适合用于双电层电容器、锂离子二次电池用的电极。CNT一般采用电弧放电法、化学气相沉积法(CVD法)、激光烧蚀法等制作，本专利技术中所使用的CNT可采用任何方法得到。另外，在CNT中有将1个碳膜(石墨烯片)卷绕成圆筒状的单层CNT(以下也简写为SWCNT)和将2个石墨烯片卷绕成同心圆状的2层CNT(以下也简写为DWCNT)和将多个石墨烯片卷绕成同心圆状的多层CNT(以下也简写为MWCNT)，在本专利技术中能够将SWCNT、DWCNT、MWCNT各自单独地使用或者将多个组合使用。再有，在采用上述方法制作SWCNT、DWCNT或MWCNT时，有时镍、铁、钴、钇等催化剂金属残存，因此有时需要用于将该杂质除去的精制。对于杂质的除去，与采用硝酸、硫酸等的酸处理一起进行超声波处理是有效的。但是，对于使用硝酸、硫酸等的酸处理而言，有可能破坏构成CNT的π共轭系，损害CNT本来的特性，因此希望在适当的条件下进行精制而使用。作为本专利技术中可使用的CNT的具体例，可列举出超速成长法CNT[国立研究开发法人新能源·产业技术综合开发机构制造]、eDIPS-CNT[国立研究开发法人新能源·产业技术综合开发机构制造]、SWNT系列[(株)名城纳米碳制造：商品名]、VGCF系列[昭和电工(株)制造：商品名]、FloTube系列[CNanoTechnology公司制造：商品名]、AMC[宇部兴产(株)制造：商品名]、NANOCYLNC7000系列[NanocylS.A.公司制造：商品名]、Baytubes[BAYER公司制造：商品名]、GRAPHISTRENGTH[爱勒化学公司制造：商品名]、MWNT7[保土谷化学工业(株)制造：商品名]、HyperionCNT[HypeprionCatalysisInternational公司制造：商品名]等。本专利技术的含有CNT的薄膜(底涂层)优选使用包含CNT和溶剂的含有CNT的组合物(分散液)制作。作为溶剂，只要是以往在含有CNT的组合物的制备中使用的溶剂，则并无特别限定，例如可列举出水；四氢呋喃(THF)、乙醚、1,2-二甲氧基乙烷(DME)等醚类；二氯甲烷、氯仿、1,2-二氯乙烷等卤代烃类；N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)等酰胺类；丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮类；甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇等醇类；正庚烷、正己烷、环己烷等脂肪族烃类；苯、甲苯、二甲苯、乙基苯等芳香族烃类；乙二醇单乙基醚、乙二醇单丁基醚、丙二醇单甲基醚等二醇醚类；乙二醇、丙二醇等二醇类等有机溶剂，这些溶剂能够各自单独地使用或者将2种以上混合使用。特别地，从可提高CNT的孤立分散的比例的方面出发，优选水、NMP、DMF、THF、甲醇、异丙醇，这些溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.含有碳纳米管的薄膜，是在基材上形成的含有碳纳米管的薄膜，其特征在于，厚度为10～500nm，所述薄膜中所含的碳纳米管相对于所述薄膜形成部分的所述基材的被覆率为20～100％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.02 JP 2016-2351641.含有碳纳米管的薄膜，是在基材上形成的含有碳纳米管的薄膜，其特征在于，厚度为10～500nm，所述薄膜中所含的碳纳米管相对于所述薄膜形成部分的所述基材的被覆率为20～100％。2.根据权利要求1所述的含有碳纳米管的薄膜，其中，所述厚度为20～300nm，所述被覆率为40～100％。3.根据权利要求1或2所述的薄膜，其还包含碳纳米管分散剂。4.储能器件电极用底涂箔，是具有集电基板和在该集电基板的至少一面形成的包含碳纳米管的底涂层的储能器件电极用底涂箔，其特征在于，所述底涂层的厚度为10～500nm，所述底涂层中所含的碳纳米管相对于所述底涂层形成部分的集电基板的被覆率为20～100％。5.根据权利要求4所述的储能器件电极用底涂箔，其中，所述集电基板为铝箔或铜箔。6.根据权利要求4所述的储能器件电极用底涂箔，其中，所述厚度为20～300nm，所述被覆率为40～100％。7.根据权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴野佑纪，畑中辰也，吉本卓司，
申请(专利权)人：日产化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP