[发明专利]碳纳米管及其制造方法、以及使用碳纳米管的锂离子二次电池

说明书

本发明涉及分散性优异的碳纳米管及其制造方法。本发明的碳纳米管在碳纳米管的壁具有平行部分和管外径相对于平行部分的管外径在90％以下的收缩部分，由于易断裂部位的存在比率高，因而容易分散。

技术领域

本发明涉及碳纳米管及其制造方法。

背景技术

近年来，AV设备和个人电脑等电子设备的便携化、无线化正在迅速发展，作为它们的驱动用电源，对轻量且具有高能量密度的蓄电设备的需求日益提高。在这种状况下，显示出高导电性的纤维状的碳材料备受关注。

一直以来，在这种用途中，使用着碳纳米纤维(专利文献1)。然而，碳纳米纤维虽然因纤维径粗而在粉中的分散良好，但是在近年来需求小型、高容量化的蓄电设备中，不能说表现出令人满意的特性。于是，显示出高导电性的碳材料，即纤维径更细的碳纳米管受到关注。碳纳米管具有高强度、高导电性、高热传导性、耐热性、电磁波吸收性等非常优异的性能，所以面向复合材料、半导体元件、导电材料等的实用化的研究逐步进展。

但是，为了最大限度利用碳纳米管的特性，特别需要将缠在一起的聚集物拆开，正在研究着以分散液的形态使用，但已知碳纳米管通常难以在液体中分散。迄今为止，有利用各种各样的方法尝试碳纳米管的分散或油墨化的文献。在专利文献2和专利文献3中，进行了添加用于使碳纳米管分散的分散剂的碳纳米管的分散液的研究。另外，在专利文献4中，研究了对碳纳米管自身进行化学修饰使其易分散化的方法。然而，尚未得到充分的分散性、分散稳定性优异的碳纳米管。

另外，还进行了通过控制碳纳米管的形状来改善分散性的研究。碳纳米管分散困难的原因之一是管的长度较长。因此，通过切断碳纳米管使碳纳米管短小化，从而碳纳米管的聚集块破碎，能够使其分散。

于是，正在开发在碳纳米管的中途设置结晶不连续部、容易在其接合部切断的碳纳米管。在现有技术中，作为碳纳米管的形状，开发了圆筒管状、鱼骨状(鱼骨(fish bone)、叠杯型)、卡片状(trump，薄片(platelet))等。鱼骨状或卡片状的碳纳米管具有大量结晶不连续部，但由于是石墨网面的C轴相对于纤维轴方向倾斜或正交层叠的构造，所以单独的纤维中的纤维轴长轴方向的导电性降低。另外，开发了在圆筒管形状中形成所谓的钟状构造单元，数十个这些单元堆叠而成的碳纤维(专利文献5)，但具有石墨网面关闭的头顶部和下部打开的中间部的钟状构造单元是共用中心轴而堆叠成层状的集合体，在连结部，形成头顶部嵌入另外的构造单元的开放端的状态，易切断性差，分散性尚不能令人满意。

在先技术文献

专利文献1：日本特开昭58－180615号公报

专利文献2：日本特开2003－238126号公报

专利文献3：日本特开2004－276232号公报

专利文献4：日本特表2008－517863号公报

专利文献5：日本特开2011－58101号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明是鉴于上述背景技术而完成的，其课题在于提供一种制成分散液时的分散性和分散稳定性良好的碳纳米管，提供一种能够充分地灵活应用涂布有该分散液的涂膜的导电性大幅改善等的碳纳米管所具有的高强度、高导电性、高热传导性、耐热性、电磁波吸收性等特征的碳纳米管粉末。

用于解决技术问题的手段

上述技术问题能够通过如下的本发明实现。