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碳纳米管导电浆料分散剂

作者:厚洹化学 来源:分散剂厂家 时间:2022-11-16 14:55:29 浏览次数:

    碳纳米管初始粉体可以是聚团或管束状,为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管和多壁碳纳米管中的一种或多种混合。一般碳纳米管的平均管径越小,单根长度越大,即长径比较高,则可在更低的导电材料用量的情况下依然能构建成有效的导电网络,并达到优良的锂离子电池性能。但较小管径的碳纳米管,其具有较大的比表面积,不易与溶剂接触均匀,使得碳纳米管在制备导电浆料过程中较难分散,导致导电浆料的导电碳含量较低,降低产品的竞争性。

碳纳米管分散液

    高分散性碳纳米管的制备方领域中熟知,因碳纳米管之间存在较强的范德华引力,从而碳纳米管不容易被分散在溶剂中,且分散后的碳纳米管稳定性较差。因而,目前碳纳米管导电浆料在分散过程中需引入聚合物类分散剂增加空间位阻,使得碳纳米管可以稳定分散于溶剂中。但不可避免的,碳纳米管在分散过程中,体系分散初期粘度较高,后续逐渐分散,溶剂与较大比表面积的碳纳米管表面接触均匀,促进碳纳米管与溶剂的分散,粘度逐渐降低,即整个分散过程会经过初期的高粘度阶段到终稳定后的低粘度阶段,而分散初期过程粘度阈值较大,造成分散设备过载而难以分散处理。


    为解决碳纳米管稳定分散的问题,目前技术中简单的策略是在分散体系中加入较为大量的聚合物类分散剂以克服内部凝聚力,并增强空间位阻以降低分散过程粘度阈值。但聚合物类分散剂本身不导电,且在锂离子电池体系中添加量过多会导致其在电解液中溶出的程度增加,导致电解液的粘度增加,降低电解质离子的 扩散,引起锂电池的电阻恶化,影响导电性能。 

炭黑分散剂

    加入的部分分散剂和溶剂,使得分散料具有较高的导电碳纳米管固含量,目的是提高分散初期的过程粘度,提高分散效率。而后期加入剩余分散剂和溶剂,目的是降低终的浆料粘度,使得导电浆料满足存储粘度要求,使终制得的导电浆料稳定性高。后期加入剩余的分散剂和溶剂再进行分散处理,意在调节导电浆料粘度,而对高分散性碳纳米管的粒度改变不大,粒度范围至少满足d50<1.000μm、d90<10.000μm,优选为至少满足d50<0.200μm、d90<5.000μm。而该后期分散处理的分散设备,可与初期加入部分分散剂和溶剂后的分散设备相同或不同。

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