[发明专利]一种碳纳米管分散液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于碳纳米管材料领域，尤其涉及一种碳纳米管分散液及其制备方法。

背景技术

目前碳纳米管的分散技术多数仅局限在实验室，一般采用添加分散剂并超声的分散方法，其受限于生产效率、安全等问题，并不能应用于批量生产，难以工业化大规模生产推广应用。

而随着碳纳米管在导电、导热领域的应用不断提升，市场对碳纳米管的需求量也逐渐增加，拭待开发一种低成本、高效率、更加友好、更适宜批量生产的碳纳米管分散液。

发明内容

本发明为了解决现有的碳纳米管分散液难大规模批量生产的技术问题，提供一种成本低、效率高、更加友好、更适宜批量生产的碳纳米管分散液及其制备方法。

本发明的第一个目的是提供一种碳纳米管分散液，其中，碳纳米管分散液包括碳纳米管、高导电炭黑、分散剂及溶剂。

本发明的第二个目的是提供一种碳纳米管分散液的制备方法，其中，步骤包括：将碳纳米管、高导电炭黑及分散剂分散于溶剂中，研磨得碳纳米管分散液。

本发明意外发现本发明的碳纳米管分散液均一、稳定、一致性好，具有良好的流动性、分散性以及光泽度，且分散液中含有高导电炭黑，通过高导电炭黑复合分散液分散的方法，能充分利用高导电炭黑多向异性的特点，对碳纳米管导电网络进行进一步改善，将其应用于锂离子电池领域，不仅具有较高的导电性，特别意外发现该碳纳米管分散液对电解液具有较高的吸液保液能力，且能提高离子传导性，可明显改善电池性能。本发明的碳纳米管分散液仅需通过常规的研磨即可分散，其制备工艺简单、分散性高，本发明的制备方法中分散仅需通过价格低廉的研磨设备即可完成，且成品率高、安全性能好、操作简单、效率高，能极大降低分散成本，提高产品质量，更适宜批量生产，适宜于大规模化的生产应用。

附图说明

图1为本发明的实施例2制备的碳纳米管分散液样品S2的SEM（扫描电镜）图；

图2为本发明的实施例3制备的碳纳米管分散液样品S3的SEM（扫描电镜）图；

图3为本发明的实施例5制备的碳纳米管分散液样品S5的SEM（扫描电镜）图；

图4为本发明的实施例7制备的碳纳米管分散液样品S7的SEM（扫描电镜）图；

图5为本发明的对比例1制备的碳纳米管分散液样品DS1的SEM（扫描电镜）图；

图6为本发明的对比例2制备的碳纳米管分散液样品DS2的SEM（扫描电镜）图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种碳纳米管分散液，其中，碳纳米管分散液包括碳纳米管、高导电炭黑、分散剂及溶剂，分散液均一、稳定、一致性好，且分散液中含有高导电炭黑，对碳纳米管导电网络进行进一步改善，进一步提高碳纳米管分散液的性能。

本发明优选以碳纳米管分散液的重量百分含量为基准，所述碳纳米管分散液包括2.0-6.0wt%的碳纳米管、2.0-6.0wt%的高导电炭黑、0.4-1.0wt%的分散剂及88-94wt%的溶剂。

优选，高导电炭黑为吸油值较大的高导电炭黑，具体的可以为吸油值大于100M²/g的高导电炭黑。

其中，碳纳米管本发明没有限制，优选碳纳米管为多壁碳纳米管，进一步优选碳纳米管的管径为30nm-60nm，碳纳米管的管长为5μm-20μm。

分散剂本发明优选分散剂为非离子型表面活性剂，具体的可以为聚乙烯基吡咯烷酮。

溶剂本发明可以为有机溶剂也可以为水，本发明优选溶剂为N-甲基吡咯烷酮或纯水。

本发明同时提供了一种碳纳米管分散液的制备方法，步骤包括：将碳纳米管、高导电炭黑及分散剂分散于溶剂中，研磨得碳纳米管分散液。

其中，碳纳米管、高导电炭黑及分散剂加入溶剂中的顺序本发明可以按溶剂、碳纳米管、分散剂、高导电炭黑的方式加入，也可以根据实际情况进行调整。

优先，研磨的温度为20℃到60℃，进一步提高碳纳米管分散液的性能，可避免高温导致分散的碳纳米管的重新团聚。