碳纳米管分散体及其制备方法技术

本发明专利技术涉及碳纳米管分散体及其制备方法。所述碳纳米管分散体包含碳纳米管(CNT)、含有胺的聚合物分散剂、含有两个或更多个芳族环的酚类化合物和水性溶剂，其中，以100:1至100:90的重量比包含所述聚合物分散剂和所述含有两个或更多个芳族环的酚类化合物，并且所述碳纳米管分散体具有低粘度并且粘度随时间变化小。米管分散体具有低粘度并且粘度随时间变化小。

【技术实现步骤摘要】
碳纳米管分散体及其制备方法
[0001]本申请是申请号为201980027612.0(国际申请号为：PCT/KR2019/006907)，申请日为2019年6月7日，专利技术名称为“碳纳米管分散体及其制备方法”的专利技术专利申请的分案申请。


[0002][相关申请的交叉引用][0003]本申请要求于2018年6月11日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10
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2018
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0066857号的权益，其全部内容通过引用合并于此。
[0004]本专利技术涉及碳纳米管分散体及其制备方法，更具体地，涉及具有低粘度且粘度随时间变化小的碳纳米管分散体及其制备方法。

技术介绍

[0005]随着技术的发展和对移动设备的需求的增加，对作为能源的二次电池的需求已经迅速增加。在这样的二次电池中，具有高能量密度和电压、长循环寿命和低自放电率的锂二次电池已经商业化并被广泛使用。另外，作为用于这种具有高容量的锂二次电池的电极，正在积极研究通过增加电极密度来制造每单位体积具有更高能量密度的电极的方法。
[0006]通常，通过用高压压力机将尺寸为几微米至几十微米的电极活性材料颗粒成型来形成具有高密度的电极，并且在成型过程中，颗粒可能变形并且颗粒之间的空间可能减小从而容易降低对电解质的渗透性。
[0007]为了解决这些问题，在制造电极的过程中使用具有优异的导电性和强度的导电剂。导电剂位于电极活性材料颗粒之间，并且即使在经历成型过程期间，也可以保持活性材料颗粒之间的微孔，使得电解质可以容易地渗透并且具有优异的导电性，从而可以降低电极中的电阻。在这种导电剂中，作为纤维型碳导电剂并且可以在电极中形成导电路径并进一步降低电极电阻的碳纳米管的使用正在增加。
[0008]作为一种微小碳纤维的碳纳米管是直径为1μm以下的具有厚度的管型碳纤维，并且归因于其特定的结构，由于高的导电性、拉伸强度和耐热性而期望其在各种领域中的应用和实际使用。然而，由于碳纳米管的高比表面积，碳纳米管由于彼此之间的强范德华相互作用而具有分散性低和产生团聚现象的问题。
[0009]为了解决这些问题，已经提出了通过诸如超声波处理的机械分散处理将碳纳米管分散在分散介质中的方法。然而，在机械分散方法的情况下，存在一旦完成超声波的照射，碳纳米管就团聚的问题。
[0010]因此，需要开发一种制备碳纳米管分散体的方法，该碳纳米管分散体具有改进的碳纳米管分散性，低粘度并且抑制了粘度随时间增加。

技术实现思路

[0011]技术问题
[0012]本专利技术的一个方面是解决常规技术的缺陷，并且提供一种碳纳米管分散体，该碳纳米管分散体包含含有胺的聚合物分散剂和含有两个或更多个芳族环的酚类化合物，因此具有优异的分散性，低粘度，且粘度随时间变化很小。
[0013]另外，本专利技术的另一个方面在于提供一种用于锂二次电池的负极浆料组合物，其包含所述碳纳米管分散体。
[0014]另外，本专利技术的另一个方面是提供一种制备所述碳纳米管分散体的方法。
[0015]技术方案
[0016]根据本专利技术的一个实施方式，提供了一种碳纳米管分散体，其包含碳纳米管(CNT)、含有胺的聚合物分散剂、含有两个或更多个芳族环的酚类化合物和水性溶剂，其中，以100:1至100:90的重量比包含所述聚合物分散剂和所述含有两个或更多个芳族环的酚类化合物。
[0017]根据本专利技术的另一个实施方式，提供了用于锂二次电池的电极浆料组合物，其包含所述碳纳米管分散体。
[0018]根据本专利技术的又一个实施方式，提供了一种制备碳纳米管分散体的方法，包括通过混合碳纳米管、含有胺的聚合物分散剂、含有两个或更多个芳族环的酚类化合物和水性溶剂来制备混合物；和研磨所述混合物。
[0019]有益效果
[0020]本专利技术的碳纳米管分散体包含含有胺的聚合物分散剂和具有特定结构的酚类化合物，并且具有优异的碳纳米管分散性，低粘度并且粘度随时间变化小，因此，所述碳纳米管分散体的储存和使用是有利的。
具体实施方式
[0021]将理解的是，在本专利技术的说明书和权利要求书中使用的词语或术语不应解释为常用字典中定义的含义，而是将进一步理解的是，基于专利技术人可以适当地定义词语或术语的含义以最好地解释本专利技术的原则，词语或术语应被解释为具有与其在相关技术和本专利技术的技术思想的背景下的含义一致的含义。
[0022]在本公开中使用的术语仅用于解释示例性实施方式，而不意图限制本专利技术。除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。
[0023]将理解的是，当在本公开中使用术语“包含”和/或“含有”时，其指定了所陈述的特征、数字、步骤、要素或其组合的存在，但并不排除存在或添加一个或多个其他特征、数字、步骤、要素或其组合。
[0024]在本公开中，除非上下文另外明确指出，否则“％”是指重量％。
[0025]在本公开中，平均粒径“D
50”是指对应于体积累积量的50％的粒径。D
50
可以使用例如激光衍射法来测量。激光衍射法通常可以测量亚微米至几毫米范围内的粒度，并且可以获得具有高再现性和高分辨率的结果。
[0026]在本公开中，“比表面积”通过BET法测量，并且特别地可以使用BEL Japan Co.的BELSORP
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mino II由在液氮温度(77K)下的氮气吸收量来计算。
[0027]在下文中，将具体描述本专利技术。
[0028]根据本专利技术的碳纳米管分散体包含碳纳米管(CNT)、含有胺的聚合物分散剂、含有
两个或更多个芳族环的酚类化合物和水性溶剂，其中，以100:1至100:90的重量比包含所述聚合物分散剂和所述含有两个或更多个芳族环的酚类化合物。
[0029]碳纳米管分散体
[0030]在下文中，将具体说明本专利技术的碳纳米管分散体的每种组分。
[0031](1)碳纳米管
[0032]本专利技术中使用的术语“碳纳米管”是通过将全部或部分碳纳米管单元聚集成束型而形成的二级结构，并且在碳纳米管单元中，石墨片具有以纳米尺寸直径的圆柱体形状，并具有sp2键结构。在这种情况下，根据石墨片的滚动角度(rolling angle)和结构，可以显示出导体或半导体特性。根据形成壁的键的数量，碳纳米管单元可分为单壁碳纳米管(SWCNT)、双壁碳纳米管(DWCNT)和多壁碳纳米管(MWCNT)。
[0033]除非另外不同地指定，否则在本公开中使用的术语“束型(bundle type)”是指多个碳纳米管单元的布置，使得单元的轴的长度方向具有基本相同的取向，或者是指束型或绳型的次级形状，其中单元在布置后被扭曲或缠结。“非束型或缠结型”是指不具有诸如碳纳米管单元的束型或绳型的特定形状的缠结状态。
[0034]碳纳米管具有高导电性，但是由于在碳纳米管之间产生的范德华力而具有高内聚性。如果导电剂团聚，则可能无法适当地形成导电路径，并且需要相对更大量的导电剂，并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳纳米管分散体，包含：碳纳米管(CNT)、含有胺的聚合物分散剂、含有两个或更多个芳族环的酚类化合物和分散介质，其中，基于100重量份的所述分散体，以2重量份至10重量份包含所述碳纳米管，其中，以100:1至100:90的重量比包含所述聚合物分散剂和所述含有两个或更多个芳族环的酚类化合物，其中，所述聚合物分散剂是选自聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸酰肼、聚
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N
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乙烯基
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甲基噁唑啉酮、N
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烷基聚亚胺、N
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乙酰基聚亚胺、聚丙烯酰胺、聚
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L
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赖氨酸氢溴化物、苄基
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十二烷基
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二甲基氯化铵和聚乙烯亚胺中的一种或多种，其中，所述含有两个或更多个芳族环的酚类化合物在一个或多个芳族环中包含选自苯酚结构、儿茶酚结构、棓酚结构和萘酚结构中的一个或多个结构。2.根据权利要求1所述的碳纳米管分散体，其中，所述碳纳米管的通过BET法测量的比表面积为21...

【专利技术属性】
技术研发人员：金东炫，刘兴植，车振名，权桂缗，蔡现植，曹东铉，崔相勳，崔贤，曹炯锡，
申请(专利权)人：LG化学株式会社，
类型：发明
国别省市：