【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于碳纳米管浆料制备领域，尤其涉及一种油系多壁碳纳米管浆料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、碳纳米管作为一种新型碳材料，因其具有高的拉伸强度、良好的导电性能被广泛用于材料增强和导电材料制备领域，尤其随着新能源行业的发展，电源领域对碳纳米管导电剂的需求量持续增加。但是目前大规模量产的碳纳米管为多壁碳纳米管，且微观上为团聚体。如果直接使用团聚结构的多壁碳纳米管，材料的性能改善较小或者变差，这主要是因为团聚结构的多壁碳纳米管没有得到有效分散，或者分散好的碳纳米管又重新团聚在一起。所以如果不能解决多壁碳纳米管的分散问题和浆料稳定性问题，将极大限制多壁碳纳米管的商业应用。另外，尤其在非水溶剂中，碳纳米管的分散过程需要大量的能量，这将导致分散体系温度的上升。较高的体系温度容易导致非水溶剂的挥发，导致体系固含量提高，多壁碳纳米管的分散更加困难。
2、综上可知，确有必要提供一种多壁碳纳米管分散均匀，浆料性能稳定的油系多壁碳纳米管浆料。
技术实现思路
1、针对以上问题，本专利技术人提供了一种油系多壁碳纳米管浆料及其制备方法和应用，该油系浆料中多壁碳纳米管分散均匀，多壁碳纳米管以单分散形式存在，不易团聚；该油系多壁碳纳米管浆料物化性能稳定，可长期存放，不易分层；该油系浆料可直接用于油系浆料的匀浆过程，涂布后制备的极片中多壁碳纳米管分布均匀；该油系浆料制备工艺简单，制备过程中体系温度恒定可控，可大规模制备和应用。
2、由于多壁碳纳米管为团聚体，为打开其缠绕结构，需减少
3、多壁碳纳米管分散过程中使用超声分散设备，其主要目的是通过较大的能量输入，可以从多壁碳纳米管的缺陷处，对碳管进行短切，以得到长径比小的单分散碳纳米管，长径比小的碳纳米管更容易分散。
4、为实现以上专利技术目的，本专利技术的一个方面提供一种油系多壁碳纳米管浆料，其特征在于，包括质量分数为1％至33％的多壁碳纳米管，质量分数为0.1％至5％的4-苯乙烯磺酸钠，质量分数为0.5％至15％的聚偏氟乙烯和质量分数为47％至98.4％n-甲基吡咯烷酮。
5、在一些实施方式中，所述的多壁碳纳米管直径范围为6nm至500nm，多壁碳纳米管的长度范围为1微米至30微米。
6、在一些实施方式中，所述的多壁碳纳米管经过预处理或表面官能化。所述的预处理或表面官能化包括酸洗、惰性气氛烧蚀、环境气氛烧蚀、氮化处理、氨化处理等。
7、在一些实施方式中，多壁碳纳米管的质量分数为1％至10％，4-苯乙烯磺酸钠的质量分数为0.1％至3％，聚偏氟乙烯的质量分数为0.5％至10％。
8、本专利技术的另一方面提供一种制备上述油系多壁碳纳米管浆料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
9、步骤一、将多壁碳纳米管和4-苯乙烯磺酸钠加入至n-甲基吡咯烷酮中，使用机械搅拌设备对溶液进行物理混合，同时使用超声分散设备对多壁碳纳米管进行分散，使用水浴或油浴保持体系温度低于50℃，分散后得到溶液1；
10、步骤二、将聚偏氟乙烯分散于n-甲基吡咯烷酮中，机械搅拌后得到溶液2；
11、步骤三、将溶液1和溶液2进行混合得到油系多壁碳纳米管浆料。
12、在一些实施方式中，所述步骤一中的多壁碳纳米管是经过预处理的，所述预处理包括酸洗、惰性气氛烧蚀、环境气氛烧蚀、氮化处理、氨化处理中的至少一种。
13、在一些实施方式中，所述步骤一中的机械搅拌转速范围为300rpm至3000rpm，超声分散功率范围为10khz至50khz，超声分散设备工作时间为5小时至24小时。
14、在一些实施方式中，所述步骤二中的溶解时间为4小时至48小时。
15、在一些实施方式中，所述步骤三中的混合时间为1小时至12小时，优选2小时至8小时。
16、本专利技术的再一方面提供上述油系多壁碳纳米管浆料在制备钠离子电池、锂离子电池、超级电容器正极极片中的应用。
17、本专利技术至少具有以下优势：
18、1、该油系浆料中多壁碳纳米管分散均匀，多壁碳纳米管以单分散形式存在，不易团聚；
19、2、该油系多壁碳纳米管浆料物化性能稳定，可长期存放，不易分层；
20、3、该油系浆料可直接用于油系浆料的匀浆过程，涂布后制备的极片中多壁碳纳米管分布均匀；
21、4、该油系浆料制备工艺简单，制备过程中体系温度恒定可控，可大规模制备和应用。
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1.一种油系多壁碳纳米管浆料，其特征在于，包括质量分数为1％至23％的多壁碳纳米管，质量分数为0.1％至5％的4-苯乙烯磺酸钠，质量分数为0.5％至15％的聚偏氟乙烯和质量分数为57％至98.4％的N-甲基吡咯烷酮。
2.根据权利要求1所述的一种油系多壁碳纳米管浆料，其特征在于，所述的多壁碳纳米管直径范围为6nm至500nm，多壁碳纳米管的长度范围为1微米至30微米。
3.根据权利要求1所述的油系多壁碳纳米管浆料，其特征在于，所述的多壁碳纳米管经过预处理或表面官能化。
4.一种制备如权利要求1至3中任一项所述的油系多壁碳纳米管浆料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤一中的多壁碳纳米管经过预处理或表面官能化，所述的预处理包括酸洗、惰性气氛烧蚀、环境气氛烧蚀、氮化处理、氨化处理中的至少一种。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤一中的机械搅拌转速范围为300rpm至3000rpm，超声分散功率范围为10KHz至50KHz，超声分散设备工作时间为5小时至24小时。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤二中的溶解时间为4小时至48小时。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤三中的混合时间为1小时至12小时。
9.如权利要求1至3中任一项所述的油系多壁碳纳米管浆料用于制备钠离子电池、锂离子电池、超级电容器正极极片的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种油系多壁碳纳米管浆料，其特征在于，包括质量分数为1％至23％的多壁碳纳米管，质量分数为0.1％至5％的4-苯乙烯磺酸钠，质量分数为0.5％至15％的聚偏氟乙烯和质量分数为57％至98.4％的n-甲基吡咯烷酮。
2.根据权利要求1所述的一种油系多壁碳纳米管浆料，其特征在于，所述的多壁碳纳米管直径范围为6nm至500nm，多壁碳纳米管的长度范围为1微米至30微米。
3.根据权利要求1所述的油系多壁碳纳米管浆料，其特征在于，所述的多壁碳纳米管经过预处理或表面官能化。
4.一种制备如权利要求1至3中任一项所述的油系多壁碳纳米管浆料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：孔德钰，陈强，牟瀚波，郇庆娜，孙兆勇，
申请(专利权)人：天津中能锂业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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