[发明专利]碳纳米管分散体以及包括该碳纳米管分散体的负极浆料、负极和锂二次电池

说明书

本发明涉及一种碳纳米管分散体，其包括Brunauer‑Emmett‑Teller(BET)比表面积为800m²/g或更大的碳纳米管(CNT)、分散剂、和水基溶剂，其中所述分散剂包括含有胺的聚合物分散剂和含有两个或更多个芳环的酚类化合物。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年8月21日提交的韩国专利申请第10-2019-0102591号的优先权，通过引用将上述专利申请的公开内容结合在此。

技术领域

本发明涉及一种碳纳米管分散体以及包括该碳纳米管分散体的负极浆料、负极和锂二次电池，且更具体地，涉及一种具有低粘度且粘度随时间变化小的碳纳米管分散体、包括该碳纳米管分散体的负极浆料、以及通过使用该负极浆料制备的负极和锂二次电池。

背景技术

随着对移动装置的技术开发和的需求的增加，对作为能源的二次电池的需求已经大大增加。在这些二次电池中，具有高能量密度、高电压、长循环寿命和低自放电率的锂二次电池已经商业化并被广泛使用。此外，作为用于这种高容量锂二次电池的电极，已经积极地研究了通过提高电极密度来制备每单位体积能量密度更高的电极的方法。

一般来说，高密度电极是通过用高压压力机将直径为几μm至几十μm的电极活性材料颗粒模制成型来形成的，其中，由于在模制过程中颗粒可能会变形并且颗粒之间的空间可能会减小，因此电解质溶液的渗透性容易降低。

为了解决这样的限制，在电极的制备过程中使用具有优异的导电性和强度的导电剂。由于导电剂设置在电极活性材料颗粒之间以保持电极活性材料颗粒之间的细孔，即使当电极活性材料颗粒经受模制成型工序时，电解质溶液也可以容易地渗透，并且优异的导电性可以降低电极中的电阻。在这些导电剂中，作为能够通过在电极中形成导电路径而进一步降低电极电阻的纤维型碳基导电剂，碳纳米管的使用正在增加。

作为细碳纤维的一种，碳纳米管是直径为1μm或更小的管型碳纤维，其中碳纳米管因其特定结构引起的高导电性、拉伸强度和耐热性而期望被使用并实际应用于各种领域。然而，碳纳米管具有以下问题：由于碳纳米管的高比表面积，碳纳米管之间具有很强的范德华吸引力，因此其分散性低，并且可能发生团聚现象。

为了解决这一问题，已经提出了通过诸如超声处理之类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，对于机械分散处理方法，碳纳米管可能会在超声辐照终止的同时发生聚集。

此外，随着近来对高容量电池的需求增加，已经积极地尝试了使用具有优异理论容量的硅基活性材料作为负极活性材料。然而，硅基负极活性材料的局限性在于：由于充电和放电期间的体积变化大，因此循环特性较差。

因此，需要开发一种碳纳米管分散体，这种碳纳米管分散体具有低的粘度并抑制粘度随时间的增加，同时能够改善碳纳米管的分散性，以及一种负极材料，该负极材料在用于硅基负极活性材料时可以改善循环特性。

发明内容

技术问题

本发明的一方面提供一种碳纳米管分散体、包括该碳纳米管分散体的负极浆料组合物、通过使用该负极浆料组合物制备的电极、以及包括该电极的锂二次电池，该碳纳米管分散体具有低粘度和低的粘度随时间变化率，并且当与硅基负极活性材料一起使用时可以改善循环特性。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供一种碳纳米管分散体，其包括Brunauer-Emmett-Teller(BET)比表面积为800m²/g或更大的碳纳米管(CNT)、分散剂、和水基溶剂，其中分散剂包括含有胺的聚合物分散剂和含有两个或更多个芳环的酚类化合物。