[发明专利]碳纳米管分散液和该分散液的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及碳纳米管(CNTs)分散于液状介质中的碳纳米管分散液。另外，本发明涉及该分散液的制造方法。

背景技术

碳纳米管(CNTs)具有导电性、导热性、机械强度等优异的特性，因此，是在众多领域受到关注的原材料。例如，可以列举碳纳米管作为在锂离子二次电池的电极、具体而言在构成电极的集电体表面所形成的、以电极活性物质为主体的电极合剂层中所包含的导电材料的利用。

关于这样的碳纳米管，不只是单独地利用，对于作为将其分散于其它材料中的复合材料的利用，也进行了各种研究。例如，使碳纳米管分散于液状介质中的碳纳米管分散液，具有作为导电性赋予剂、防静电剂利用的可能性。

上述碳纳米管(CNTs)一般以大量管凝集的状态来制造。在专利文献1中记载了用于在其它材料(液状介质)中使处于这样的凝集状态的碳纳米管(CNTs)分散的方法的一个例子。在专利文献1中，公开了将具有烷酯基、偏乙烯基和阴离子性取代基的表面活性剂(例如，十二烷基衣康酸盐)作为分散剂在分散液中添加的技术。另外，在专利文献2、3中公开了其它关于碳纳米管分散液的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国专利公开公报第2010-13312号

专利文献2：日本国专利公开公报第2011-207632号

专利文献3：日本国专利公开公报第2011-213500号

发明内容

但是，例如，在将上述碳纳米管分散液作为锂离子二次电池导电材料那样的导电性赋予剂使用时，要求该分散液中的碳纳米管的浓度高且均质地分散。由此，在分散液的涂布物中碳纳米管能够均质地存在，结果，形成由碳纳米管分散物得到的良好的导电网络。

但是，作为极细的各个碳纳米管集合体的碳纳米管制造物由于该管之间容易凝集，如后述的图2和图3所示，在分散液中有时形成凝集块。在高浓度的碳纳米管分散液中，上述凝集块容易形成。这样的凝集块大量形成的分散液难以形成均质的导电网络，因此，不仅难以提高为高浓度，而且导电性也难以提高。另外，由于含有大量凝集块的分散液粘度高，因此，在导电性赋予剂以外的用途中也变得难以操作，故而不优选。

在上述专利文献1的技术中，通过将特定的表面活性剂作为分散剂使用来制造高浓度且高分散的碳纳米管分散液。但是，由于使用特定的表面活性剂，有用途的范围变窄的可能性。另外，在该文献中也有记载，在这样的方法中，如果制备碳纳米管浓度为20质量％以上的分散液，分散液的粘度提高。

因此，本发明的目的在于提供一种制造高浓度且高分散的碳纳米管分散液的方法。另外，其它的目的在于提供一种以这样的制造方法得到的高浓度且高分散的碳纳米管分散液。

根据为了实现上述目的的本发明，提供一种制造使碳纳米管(CNTs)分散于液状介质中而成的碳纳米管分散液的方法。这里，所公开的制造方法的特征在于，包含：

在分散用容器中投入上述液状介质的步骤；

在上述分散用容器中投入上述碳纳米管(CNTs)，将该分散用容器的内容物的粘度调整为100cP～100000cP之间的步骤；

使用环形间隙型的珠磨机对上述分散用容器的内容物进行分散处理，直至上述内容物的粘度成为设定在10cP～50000cP之间的分散目标值(包含目标范围)的步骤。

另外，这里所公开的制造方法，其特征在于：重复进行上述碳纳米管(CNTs)的投入和上述分散处理，直至上述分散用容器的内容物的碳纳米管浓度成为所希望的值。

这里所公开的制造方法中，通过使用环形间隙型的珠磨机进行分散处理，切断上述内容物中所包含的碳纳米管(CNTs)。由此，能够使比投入液状介质中之前更短的尺寸的碳纳米管(CNTs)分散。与长尺寸的碳纳米管(CNTs)相比，短尺寸的碳纳米管(CNTs)分散性高，难以形成凝集块。因此，即使是高浓度，也能够制备碳纳米管(CNTs)均质地分散的分散液。

另外，这里所公开的制造方法中，在调整分散用容器的内容物的粘度使其成为规定的投入目标值后，进行分散处理直至成为规定的分散目标值。然后，重复进行上述碳纳米管(CNTs)的投入和分散处理，直至得到所希望的浓度的分散液(优选分散用容器的内容物整体的碳纳米管浓度(含量)为1质量％～50质量％的分散液)。由此，防止由于一次性投入大量的碳纳米管(CNTs)导致在分散处理前形成大量的凝集块、分散处理变得困难。