电极浆料用碳纳米管分散液、负极浆料、非水电解质二次电池、以及电极浆料用碳纳米管分散液的制造方法技术

本发明专利技术提供一种能够抑制充放电循环特性降低的电极浆料用碳纳米管分散液。作为本发明专利技术的一个方式的电极浆料用碳纳米管分散液，其包含：直径为0.4～2nm的碳纳米管、分散剂、和分散介质，碳纳米管在拉曼分光光谱中的G带(1560～1600cm

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电极浆料用碳纳米管分散液、负极浆料、非水电解质二次电池、以及电极浆料用碳纳米管分散液的制造方法


[0001]本专利技术涉及电极浆料用碳纳米管分散液、负极浆料、非水电解质二次电池、以及电极浆料用碳纳米管分散液的制造方法。

技术介绍

[0002]作为非水电解质二次电池的电极中所含的导电剂，碳纳米管受到关注。碳纳米管与乙炔黑等以往的导电剂相比，可以以少的含量来大幅改善导电性。但是，由于碳纳米管容易聚集，因此在分散性方面存在课题。
[0003]专利文献1公开了一种电极浆料用碳纳米管分散液，其包含：表示结晶性的G/D比为0.5～5、粉末X射线衍射的半峰宽为2
°
～6
°
的碳纳米管、和含有乙烯醇骨架的树脂。另外，在专利文献1中记载了使用该电极浆料用碳纳米管分散液制作的电极膜(电极合剂层)的导电性和密合性优异。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2020
‑
11873号公报

技术实现思路

[0007]专利技术要解决的问题
[0008]专利文献1中记载的电极浆料用碳纳米管分散液中含有的碳纳米管的G/D比低，另外也没有考虑频率分布，因此充放电循环特性仍有改善的余地。
[0009]用于解决问题的方案
[0010]作为本专利技术的一个方式的电极浆料用碳纳米管分散液，其包含：直径为0.4～2nm的碳纳米管、分散剂、和分散介质，碳纳米管在拉曼分光光谱中的G带(1560～1600cm
‑1)与D带(1310～1350cm
‑1)的峰强度的比率即G/D比为50～200的范围内，在基于激光衍射法的体积基准的粒度分布中，碳纳米管具有3～5个峰，将峰从小粒径侧起设为P1、P2、
…
P
n
时，最大频率峰在P2～P
n
‑1的范围内。
[0011]作为本专利技术的一方式的负极浆料，其特征在于，包含：上述电极浆料用碳纳米管分散液、碳系负极活性物质、和含Si的负极活性物质。
[0012]作为本专利技术的一方式的非水电解质二次电池，其特征在于，具有使用上述负极浆料制作的负极。
[0013]作为本专利技术一方式的电极浆料用碳纳米管分散液的制造方法，其特征在于，包括：混合步骤，其将直径为0.4～2nm、且拉曼分光光谱中的G带(1560～1600cm
‑1)与D带(1310～1350cm
‑1)的峰强度的比率即G/D比为50～200的范围内的碳纳米管、分散剂、与分散介质混合而制作混合液；分散步骤，其将碳纳米管分散于混合液中，以使基于激光衍射法的体积基准的粒度分布中，混合液中的碳纳米管具有3～5个峰，将所述峰从小粒径侧起设为P1、P2、
…
P
n
时，最大频率峰在P2～P
n
‑1的范围内。
[0014]专利技术的效果
[0015]通过使用本专利技术涉及的电极浆料用碳纳米管分散液，能够抑制电池的充放电循环特性的降低。
附图说明
[0016]图1是使用包含实施方式的一例的电极浆料用碳纳米管分散液的电极浆料而制作的电极的截面图。
[0017]图2是表示作为实施方式的一例的电极浆料用碳纳米管分散液中的单层碳纳米管的粒度分布的图。
[0018]图3是表示在作为实施方式的一例的电极浆料用碳纳米管分散液的制造方法的分散步骤中、按照(a)～(d)的顺序延长处理时间时的混合液中的SWCNT的粒度分布变化的图。
具体实施方式
[0019]本专利技术人等进行了深入研究，结果发现，通过使用将G/D比为50～200、直径为0.4～2nm的碳纳米管以规定的粒度分布分散而成的电极浆料用碳纳米管分散液，可以抑制电池的容量维持率的降低。推测，通过使用该电极浆料用碳纳米管分散液来形成合剂层，合剂层中的活性物质彼此介由作为导电剂的碳纳米管导通，可以抑制电池的充放电循环特性的降低。碳纳米管为纤维状，与颗粒状的导电剂相比，能够抑制伴随充放电的活性物质的孤立，因此能够改善充放电循环特性。特别地，G/D比为50～200比较高且结晶性良好的碳纳米管的导电性良好。通过使这样的碳纳米管保持良好的纤维状态、且设为规定的粒度分布，能够抑制活性物质的孤立。
[0020]以下，对本专利技术涉及的电极浆料用碳纳米管分散液、包含该电极浆料用碳纳米管分散液的负极浆料、和具备使用该负极浆料而制作的负极的非水电解质二次电池、以及电极浆料用碳纳米管分散液的制造方法的实施方式进行详细说明。以下说明的实施方式只是一个例子，本专利技术不限于以下的实施方式。另外，在实施方式的说明中参照的附图是示意性地记载的，在附图中描绘的构成要素的尺寸比率等应该参考以下的说明来判断。
[0021][非水电解质二次电池][0022]本专利技术的非水电解质二次电池例如是锂离子二次电池。非水电解质二次电池的电池壳体可以由圆形、方形、硬币形等金属构成，也可以由包含金属层和树脂层的层压片构成。非水电解质二次电池在电池壳体中例如包含电极体和非水电解质。电极体可以是正极和负极隔着分隔件卷绕而成的卷绕型，也可以是多个正极和多个负极隔着分隔件一片片交替层叠而成的层叠型。非水电解质包含非水溶剂和溶解于非水溶剂中的电解质盐。作为非水溶剂，例如可以使用酯类、醚类、腈类、酰胺类、以及它们的2种以上的混合溶剂。非水溶剂也可以包含将这些溶剂的氢的至少一部分用氟等卤素原子取代的卤素取代物。电解质盐例如可以使用LiPF6等锂盐。
[0023]图1是使用包含实施方式的一例的电极浆料用碳纳米管分散液的电极浆料而制作的电极的截面图。电极10包含芯材11和层叠在芯材11的表面上的电极合剂层12。如图1所示，电极10也可以在芯材11的两面具备电极合剂层12。电极10可以是构成卷绕型电极体的
长条状的电极，也可以是构成层叠型电极体的矩形状的电极。需要说明的是，电极10可以适用于非水电解质二次电池的正极、负极或两者。非水电解质二次电池优选具备使用包含后述电极浆料用碳纳米管分散液的负极浆料而制作的负极。需要说明的是，以下以使用包含电极浆料用碳纳米管分散液的负极浆料而制作的负极为例进行说明，但也可以使用包含电极浆料用碳纳米管分散液的正极浆料来制作正极。
[0024]芯材11可以使用金属箔、在表面形成有金属层的薄膜等。芯材11的厚度例如为5～20μm。正极的情况下，芯材11可以使用以铝作为主成分的金属箔。负极的情况下，可以使用以铜作为主成分的金属箔。本说明书中，主成分是指质量比率最高的构成成分。芯材11可以为实质上100％铝的铝箔，也可以为实质上100％铜的铜箔。
[0025]电极合剂层12例如包含活性物质、碳纳米管(CNT)、羧甲基纤维素(CMC)、粘结剂等。电极合剂层12的厚度例如为30～200μm，优选为50～150μm。需要说明的是，电极合剂层12作为除碳纳米管之外的导电剂，可以包含炭黑(CB)、乙炔黑(AB)、科琴黑等碳材料。
[0026]作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电极浆料用碳纳米管分散液，其包含：直径为0.4～2nm的碳纳米管、分散剂、和分散介质，所述碳纳米管在拉曼分光光谱中的G带(1560～1600cm
‑1)与D带(1310～1350cm
‑1)的峰强度的比率即G/D比为50～200的范围内，在基于激光衍射法的体积基准的粒度分布中，所述碳纳米管具有3～5个峰，将所述峰从小粒径侧起设为P1、P2、
…
P
n
时，最大频率峰在P2～P
n
‑1的范围内。2.根据权利要求1所述的电极浆料用碳纳米管分散液，其中，所述碳纳米管的含有率为0.1～1.5质量％。3.根据权利要求1或2所述的电极浆料用碳纳米管分散液，其中，相对于所述碳纳米管100质量份，所述分散剂的含量为50～250质量份。4.根据权利要求1～3中任一项所述的电极浆料用碳纳米管分散液，其中，所述分散剂为CMC。5.根据权利要求4所述的电极浆料用碳纳米管分散液，其中，所述CMC的3％水...

【专利技术属性】
技术研发人员：杉森仁德，福本友祐，横山友嗣，平野畅宏，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：