[发明专利]包括复合式纳米碳管的电池正极浆料

说明书

一种包括复合式纳米碳管的电池正极浆料，其中具备有不同长度与管径的纳米碳管，包括中型纳米碳管，其占整个浆料的比例在0％～5％重量百分比之间；长纳米碳管，其占整个浆料的比例约在0.1％～1％重量百分比之间；短纳米碳管，其占整个浆料的比例在0％～5％重量百分比之间；石墨烯用于桥接不同中型、短及长纳米碳管，其为二至四层的结构，其占整个浆料的比例在1％～1.2％重量百分比之间；高分子材料用于稳定上述中型、短及长纳米碳管，且有调节浆料黏度的功效；其占整个浆料的比例在1％～1.2％重量百分比之间；分散剂用于充填该高分子材料及复合式纳米碳管间的空隙，提高纳米碳管表面包覆度进而降低团聚现象发生。

技术领域

本发明涉及一种电池的正极材料的导电浆料，尤其是一种包括复合式纳米碳管的电池正极浆料。

背景技术

电池主要是由正极及负极置于电解液中所形成。其中正极是将为数众多的正极导电单元(正极材，如钴酸锂)混拌分散于浆料中。一般而言，正极导电单元必须先与导电浆料混拌后方能应用于电极片上，并组装成电池。因此众多的正极导电单元(正极材)其彼此间是通过导电浆料所连接，因此导电浆料必须具有助导性或是导电性，方能使自由电子能在不同的正极导电单元中迁移且不必因内电阻而消耗过多能量，而达到有效的导电目的。因此制造浆料时必须考虑到使用特定导电材调节浆料的导电性。

自从纳米碳管被开发以来，人类即发现纳米碳管为一种功能极为强大的材料，在机械工程、物理能源及生物科技上也大量地使用，达到许多实用上的目的。现有技术中已有使用纳米碳管作为正极的导电浆料。

在现有技术中纳米碳管浆料的制作多使用单一长度或是管径的纳米碳管。在长度与管径上为单一平均数值，并非为长度与管径均有差异的复合式纳米碳管浆料配置法，且其长度多以1～5μm的碳管制作，且纯度也是一大须克服的问题点。以短纳米碳管制作的正极浆料，理论上较无法像长纳米碳管一样能跨越较多个正极导电单元，因此自由电子需跨越较多个导电系数差异接口使得因电阻所消耗的能量较多而影响正极极片的内电阻，降低电池表现。

有鉴于上述议题，本发明人基于长久对于纳米碳管的研究及开发，发明人的研发团队具备长纳米碳管的生长技术，其长度介于100μm到300um之间，而直径约为10nm到12nm。且此纳米碳管已多方利用于触控面板、生医敷材与功能性纺织，而这些研发成果也得到了相对应的专利也或是申请中的专利，如专利CN1483668A。在所知的范围内，并无特定专利针对将此种长纳米碳管结合其于纳米材料或是不同物性的纳米碳管应用在正极导电浆料中。因此发明人团队在理解其复合式纳米碳管材料优势后将含长纳米碳管的复合式纳米碳管浆料应用在正极的导电浆料，此想法与发明还需多种其他的元素配合，才可以在整体上产生极佳的导电性。

在现有技术中会在具有短纳米碳管的浆料中加入高分子材料及分散剂，但并无特定规范比例。

故，本发明希望提出一种崭新的包括复合式纳米碳管的电池正极浆料，以提升目前正极导电浆料的技术缺陷与效能表现。

发明内容

所以，本发明的目的在于解决上述现有技术上的问题，本发明中提出一种包括复合式纳米碳管的电池正极浆料，通过加入长纳米碳管与其余管径、长度各异的纳米碳管混和，以增加浆料在正极材料间所形成的网状导通网络的效能及导通率，并且通过加入石墨烯将纳米碳管由一维导通延伸至三维导通使整个浆料的导电能力提升；因此本发明的浆料有助于整个电池能量密度提升与快速充电及快速放电。