[发明专利]形成均匀的纳米碳管导电浆料的方法及所应用的工艺装置

说明书

一种形成均匀的纳米碳管导电浆料的方法及所应用的工艺装置，将分散剂与NMP加入一行星式搅拌器中，并进行混合及搅拌的作业；然后将中型纳米碳管加入该行星式搅拌器中继续进行混合及搅拌的作业；其中该中型纳米碳管的长度介于5µm到10µm之间而直径为10nm到12nm之间；然后依序加入石墨烯及导电碳球于该行星式搅拌器中，因此形成导电浆料。接着将上述的导电浆料馈送到一搅拌研磨机构，其中该搅拌研磨机构包括另一行星式搅拌器及与该另一行星式搅拌器相串联的一湿式研磨器；该导电浆料先灌注入该另一行星式搅拌器之后由循环传送机构让该导电浆料在该另一行星式搅拌器及该湿式研磨器之间循环流动。

技术领域

本发明涉及纳米碳管导电浆料的制造领域，尤其涉及一种形成均匀的纳米碳管导电浆料的方法及所应用的工艺装置。

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。

在现有技术中型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，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，理论上较无法像长碳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纳米碳管的生长技术，已将纳米碳管的相关技术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专利，如专利CN1483668A。在所知的范围内，已将纳米碳管结合其于纳米材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纳米碳管材料优势后将含不同形式的纳米碳管的纳米碳管浆料应用在正极的导电浆料。但纳米碳管浆料在工艺上还有相当多的问题必须突破。

发明人主要的贡献是应用长度较长的纳米碳管于导电浆料中。一般纳米碳管本身为高分子聚合物且纳米碳管上的苯环彼此之间又有凡得瓦尔力，所以会聚集成团块的结构，而沉淀到溶液的底部，使整体导电浆料的导电性无法发挥。尤其是当纳米碳管的长度越长，直径越小时，此种问题愈形严重。因此必须有有效的方法将团状的纳米碳管分散，而且均匀分布到整个导电浆料区域，才能产生有效的作用。

故本发明希望提出一种崭新的形成均匀的纳米碳管导电浆料的方法及所应用的工艺装置，以解决上述现有技术上的缺陷。

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，本发明中提出一种形成均匀的纳米碳管导电浆料的方法及所应用的工艺装置，应用行星式搅拌器将中型纳米碳管与分散剂、导电碳球及NMP混合形成导电浆料。该行星式搅拌器中的公转式搅拌器，用于将该导电浆料作大路径的搅拌，以使得该导电浆料在该内桶内部形成较大区域的位移。该行星式搅拌器中的自转式搅拌器用于将该导电浆料作局部的充分搅拌，主要是由块状体沿着自身的轴线作自转，而使得在该自转式搅拌器周围的该导电浆料形成涡流。当浆料从行星式搅拌器传送至一湿式研磨机后，通过湿式研磨机的研磨珠体会撞击内部的导电浆料而将该导电浆料中的纳米碳管充分打散，原来团聚在一起的纳米碳管，会因为该研磨珠体的撞击而被打散。且经过该行星式搅拌器及该湿式研磨机来回搅拌撞击，一方面使得中型纳米碳管不会形成聚集的结构，有效的分散在该导电浆料中，而且整体导电浆料形成均匀的结构，所以其物性及化性可以相当的均匀。