[发明专利]一种高分散易储存的改性碳纳米管粉体及其制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种高分散易储存的改性碳纳米管粉体及其制备方法和用途；所述改性碳纳米管粉体，其是一种聚乙烯醇包覆的碳纳米管粉体，所述聚乙烯醇包覆的碳纳米管粉体具有核壳结构，其中，核芯由若干条碳纳米管组成，壳层为聚乙烯醇。本发明制备得到的改性碳纳米管粉体储存方便，不用担心会发生再次团聚，而且储存比常规的液态储存能保存时间更长；所述制备方法简单，制备工艺易控制；制备得到的改性碳纳米管粉体表面包覆的聚乙烯醇极易溶于有机溶剂和/或水，在作为正负极导电剂添加剂使用时，在均匀性方面有较强优势，且聚乙烯醇对锂电池性能无影响。

技术领域

本发明属于锂离子电池用材料技术领域，具体涉及一种高分散易储存的改性碳纳米管粉体及其制备方法和用途。

背景技术

碳纳米管作为纳米材料，具有重量轻、径长比大、导电性好、力学性能好、化学稳定性好等优点，是锂离子电池用正负极极片中重要的导电剂，但是其分散、储存较为困难，常规是以液态形式进行储存的，但其中必须要加入液态分散剂，否则碳纳米管仍会发生团聚等现象，其中，常用的液态分散剂为醇、DMF、NMP等，但是液态形式的储存条件苛刻，且不能长久放置，久置之后的碳纳米管加入到正负极浆料中极易团聚，继而引起电池极化，影响电池性能。

发明内容

为了改善现有技术的不足，本发明提供一种高分散易储存的具有核壳结构的聚乙烯醇包覆的碳纳米管粉体及其制备方法和用途；所述聚乙烯醇包覆的碳纳米管粉体是以固体形式存在的，其具有易储存的特点，可以解决现有的液态形式储存的碳纳米管存在的长期储存困难、使用时分散不均匀的问题；同时，所述聚乙烯醇包覆的碳纳米管粉体极易分散在分散体系(水和/或有机溶剂)中，具有高分散性能，将其用于锂离子电池正负极添加剂时能够克服液态形式储存的碳纳米管分散难、分散不均匀等问题。

本发明目的是通过如下技术方案实现的：

一种改性碳纳米管粉体，其是一种聚乙烯醇包覆的碳纳米管粉体，所述聚乙烯醇包覆的碳纳米管粉体具有核壳结构，其中，核芯由若干条碳纳米管组成，壳层为聚乙烯醇。

本发明中，术语“若干条”是指一条、两条或三条以上。

根据本发明，所述聚乙烯醇形成的壳层的厚度为1～500nm，例如为2～300nm，如5nm、10nm、20nm、30nm、50nm、80nm、100nm、150nm、200nm、250nm等。

根据本发明，所述碳纳米管的长度为1-30μm，直径为1-150nm。

根据本发明，所述碳纳米管为单壁碳纳米管或多壁碳纳米管。示例性地，所述多壁碳纳米管的直径小于等于150nm，所述单壁碳纳米管的直径小于等于2nm。

根据本发明，所述碳纳米管的形态可以为直管、勾型、团状、环状等中的至少一种。

根据本发明，所述改性碳纳米管粉体的形态可以为直管、勾型、团状、环状等中的至少一种。

根据本发明，所述改性碳纳米管粉体的最长方向的尺寸为1-50μm。

根据本发明，所述改性碳纳米管粉体中，所述碳纳米管的质量百分含量为10-80wt％，所述聚乙烯醇的质量百分含量为20-90wt％。

优选地，所述改性碳纳米管粉体中，所述碳纳米管的质量百分含量为10-50wt％，所述聚乙烯醇的质量百分含量为50-90wt％。

优选地，所述改性碳纳米管粉体中，所述碳纳米管的质量百分含量为10-30wt％，所述聚乙烯醇的质量百分含量为70-90wt％。

根据本发明，所述聚乙烯醇的聚合度为100～1500，醇解度为50～99％。

优选地，所述聚乙烯醇的聚合度为150～1300，还优选为200～1200，进一步优选为250～1100。