[发明专利]碳纳米管以及包括所述碳纳米管的电极和二次电池

说明书

本发明涉及碳纳米管以及包括该碳纳米管的电极和二次电池，所述碳纳米管具有通过XRD测得的小于7.0nm的La(100)和100m²/g至196m²/g的比表面积。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年03月07日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2019-0026479号和于2019年03月08日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2019-0027180号的权益，将上述专利申请的公开内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明涉及一种碳纳米管以及包括该碳纳米管的电极和二次电池，所述碳纳米管具有通过XRD测得的小于7.0nm的La(100)和100m²/g至196m²/g的比表面积。

背景技术

随着近年来对移动装置的技术开发和需求的增加，对作为能源的二次电池的需求迅速增加。因此，已经对可以满足各种需求的电池进行了各种研究。特别地，已经积极地对作为此类装置的电源的具有高能量密度以及优异的寿命和循环特性的锂二次电池进行了研究。

锂二次电池是指包括含有能够嵌入/脱嵌锂离子的正极活性材料的正极、含有能够嵌入/脱嵌锂离子的负极活性材料的负极、以及在具有在正极和负极之间插置的微孔隔板的电极组件中含有锂离子的非水电解质的电池。

正极和/或负极可以包括导电材料以改善导电性。通常，主要使用诸如炭黑的粘性导电材料，并且为了进一步提高导电性，还使用诸如碳纳米管和碳纳米纤维的线性导电材料以及诸如石墨烯的平面导电材料。

石墨烯的优点在于具有优异的导电性。然而，尽管为了提高导电性而将石墨烯形成为单层(single layer)是有利的，但是以单层形式制造石墨烯的工艺非常复杂，从而增加了制造成本。另一方面，当石墨烯的厚度大于或等于期望水平时，存在着提高导电性的效果不足的问题。此外，即使将具有期望水平的厚度为10nm或更小的石墨烯用作导电材料，由于石墨烯的过度的表面接触，也难以在电极的电解质溶液中容易地迁移，因此，电极的电阻增加，导致电池性能下降。

同时，对应于线性导电材料的典型的碳纳米管具有优异的导电性，但是具有过高的结晶度，因此具有低的挠曲性(flexibility)并且是刚性的(rigid)。因此，碳纳米管难以顺畅地沿活性材料颗粒的表面粘附，并且碳纳米管随机地线性排列在三维空间上。因此，降低了碳纳米管和活性材料颗粒相互连接的可能性。因此，活性材料颗粒与碳纳米管之间的接触点或接触面积减小，这使得难以确保导电路径，并且存在电池的电阻增大的问题。此外，典型的碳纳米管不能顺畅地分散在用于形成电极的浆料中，从而电极的电阻不均匀，并且存在电池的寿命特性劣化的问题。

通常，为了解决碳纳米管的上述问题，已经使用一种方法来调控其中预先分散有碳纳米管的导电材料分散体的粘度，或者调控一起包含在导电材料分散体中的分散剂的类型。然而，这种方法不会改变碳纳米管本身的物理特性，因此在解决上述问题方面具有局限性。

发明内容

技术问题

本发明的一个方面提供了一种碳纳米管以及包括该碳纳米管的电极和二次电池，所述碳纳米管能够顺畅地粘附到活性材料颗粒并均匀地分散在电极中，从而降低了电极的电阻并改善了电池的寿命特性。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供一种碳纳米管，所述碳纳米管具有通过XRD测得的小于7.0nm的La(100)和100m²/g至196m²/g的比表面积。

根据本发明的另一个方面，提供一种包括所述碳纳米管电极的电极。