[发明专利]导电材料分散液和使用其制造的二次电池

说明书

本发明提供一种导电材料分散液和使用其制造的二次电池，所述导电材料分散液包含：包含束型碳纳米管的导电材料；包含氢化腈基橡胶的分散剂；和分散介质，其中当通过流变仪在1Hz的频率下测量时，复数模量(在1Hz下的|G*|)为20～500Pa。所述导电材料分散液具有受控的复数模量以表现出优异的分散性和粉末电阻特性，结果能够大大改善电池的输出特性。

技术领域

相关申请的交叉参考

本申请要求于2016年3月24日提交的韩国专利申请2016-0035560号和2017年3月24日提交的韩国专利申请2017-0037748号的优先权和权益，通过参考将其内容以其完整形式并入本文中。

技术领域

本发明涉及导电材料分散液、制备所述导电材料分散液的方法和使用所述导电材料分散液制造的二次电池，所述导电材料分散液由于具有优异的分散性和低的粉末电阻特性而可用于制造高输出电极。

背景技术

随着移动设备的技术发展和需求的增加，对作为能源的二次电池的需求正在迅速增加。在这些二次电池中，能量密度和电压高、循环寿命长且自放电率低的锂二次电池可以商购获得并被广泛使用。此外，为了制备用于这种高容量锂二次电池的电极，已经积极地对通过提高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进行了研究。

通常，由于通过使用高压压机对具有几微米到几十微米大小的电极活性材料粒子进行模塑来形成高密度电极，所以粒子发生变形，粒子之间的空间减小，并且电解质的渗透性会降低。

为了解决这种问题，将具有优异导电性和强度的导电材料用于制造电极。当在电极的制造中使用导电材料时，导电材料分散在压缩的电极活性材料之间，由此在活性材料粒子之间保持细孔，从而有助于电解质的渗透，且电极中的电阻由于优异的导电性而能够降低。在这种导电材料中，碳纳米管的使用持续增加，所述碳纳米管是纤维状碳基导电材料，并通过在电极中形成导电通路而能够进一步降低电极电阻。

作为一种细碳纤维的碳纳米管是直径为1μm以下的管状碳，且由于因其特定结构导致的高的导电性、拉伸强度和耐热性而预期应用并实际用于多个领域中。然而，尽管这种碳纳米管是有用的，但由于碳纳米管的低的溶解度和分散性而导致其使用受到限制。因此，在使用碳纳米管制备电极的情况中，碳纳米管线性分散在分散介质中，然后制备用于形成电极的组合物并加以使用。然而，碳纳米管在分散介质中的分散不稳定，并且由于碳纳米管之间的强范德华引力(Van derWaals attraction)而发生聚集现象。

为了解决这些问题，已经做出了多种尝试。具体地，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，在这种方法中，在用超声波照射时分散性优异，但当超声波照射结束时碳纳米管开始聚集，并随着碳纳米管浓度的增大，变为聚集。此外，已经提出了使用各种分散剂来分散并稳定碳纳米管的方法。然而，这种方法也存在如下问题：当将细碳纳米管以高浓度分散在分散介质中时，由于粘度增加而导致处理变得困难。

因此，需要开发一种能够在不降低导电性的条件下提高碳纳米管在电极中的分散性的方法、以及一种制备可用于使用上述方法制造电极中的碳纳米管分散液的方法。

发明内容

技术问题

本发明的第一目的是提供一种导电材料分散液和制备所述导电材料分散液的方法，所述导电材料分散液由于具有优异的分散性和低的粉末电阻特性而可用于制造高输出电极。

本发明的第二目的是提供一种用于形成二次电池的电极的组合物，所述组合物包含所述导电材料分散液。

此外，本发明的第三目的是提供使用所述导电材料分散液制造的二次电池用电极、锂二次电池、电池模块和电池组。

技术方案