制备粉末状聚合物-碳纳米管-混合物的方法

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制备粉末状聚合物-碳纳米管-混合物的方法
【专利摘要】本发明涉及制备和/或加工粉末状聚合物-碳纳米管-混合物的方法,包括研磨包含碳纳米管和聚合物颗粒的混合物的步骤。基于混合物的总重量计,所述研磨在≥0重量%到≤15重量%的不溶解聚合物颗粒的液相存在下和在低于聚合物颗粒的熔点的温度下进行。在研磨时优选能量输入少。优选的聚合物是PVDF。本发明此外涉及聚合物-碳纳米管-混合物,其可通过本发明的方法获得,以及涉及这样的聚合物-碳纳米管-混合物在电极制备中的用途。
【专利说明】制备粉末状聚合物-碳纳米管-混合物的方法
[0001]本发明涉及制备和/或加工粉末状聚合物-碳纳米管-混合物的方法,其包括研磨包含碳纳米管和聚合物颗粒的混合物的步骤。
[0002]本发明此外涉及可通过根据本发明的方法获得的粉末状聚合物-碳纳米管-混合物,和这样的粉末状聚合物-碳纳米管-混合物在电极制备中的用途。
[0003]碳纳米管(carbon nanotubes, CNTs)由于其不寻常的性能而众所周知。因此,例如,它们的强度大约是钢的100倍,其导热性能大约与钻石的相等,它们的热稳定性在真空中最高达到2800°C且它们的电导率可以数倍于铜。然而,在分子水平上,经常仅在成功地使碳纳米管均匀分布并在管和介质之间形成尽可能大的接触,即是说使其与介质相容并因此可稳定分散时,才能使用这些由结构带来的特性。
[0004]对于导电性来说,此外需要形成管网络,其中在理想情况中,管仅仅在末端接触或充分地接近。由此所述碳纳米管应尽可能分开(vereinzelt),就是说没有聚集体,非对齐的并以恰好可以形成这样的网络的浓度存在,这通过依赖于碳纳米管浓度的导电性的突然增加来反映(渗滤(Perkolation)限度)。
[0005]为了实现复合材料提高的机械性能,例如在反应性树脂如环氧树脂中所观察到的,还要求碳纳米管极好地分散和分开,因为较大的聚集体导致断裂位点(Zhou,eXPRESSPolym.Lett.2008,2,1,4048),并更容易观察到该类复合材料机械性能的损害。
[0006]在锂-离子-电池组中使用碳纳米管是已知的。这例如,W095 / 07551A1描述了一种锂离子电池组,其特征在于,阳极由碳纤丝材料形成,其包含具有平均颗粒直径为0.1至100微米的纤丝聚集体或非聚集的纤丝团块。在这种情况下,具有3.5到70nm直径的纤细的、线状的碳纤丝彼此缠绕并且该纤维中插入了锂。阴极同样具有碳纤丝。
[0007]在另一例子中,EP2081244A1公开了具有集电器和布置于其上的活性材料层的电极。该活性材料层包含结构性网络和一种活性物质组合物。该结构性网络包含碳纳米管的网络和粘合剂。该活性材料组合物包含活性材料和极性介质。
[0008]在以流化床法制备碳纳米管时,工艺造成形成宏观聚集体/附聚体,其具有部分在毫米范围的尺寸。此外,附聚体和聚集之间没有区别。在将碳纳米管用于锂离子电池组时,实现碳纳米管的均匀分布是有利的。在此通常使用机械粉碎例如在球磨机、研磨机、辊轧机或喷射分散器。
[0009]根据US6528211,一种用于电池组电极的复合材料包含具有微孔的纤维附聚体和在所述微孔中的活性电极材料。该附聚体由相互交错缠绕的在纤维之间具有接触点的由气相析出的碳纤维形成。至少部分接触点是化学键接的接触点。通过压缩和粉碎支化的由气相析出的碳纤维来制备所述纤维附聚体。
[0010]W02009 / 105863公开了用于复合电极的材料,所述复合电极具有用碳覆盖的复合氧化物、碳纤维和粘合剂。通过共同研磨活性电极材料和纤维状碳以及为了减少所述混合物的粘性将粘合剂加入到所述共同研磨的混合物中来制备该材料。该纤维状碳优选是由气相析出的纤维状碳。进一步描述了,该粘合剂在共同研磨后以在合适的溶剂中的溶液形式加入。[0011 ] 在这些机械粉碎方法中已观察到产生了以劳动保护的观点不希望的精细分散的粉尘。此外已观察到,碳纳米材料-材料在研磨容器和研磨体的表面上严重沉积并因此必须在研磨过程后麻烦地除去。而且,常常产生很不均匀的粉末,其也包含宏观尺度范围的石墨状小片。最后已发现,在研磨后获得的较小的碳纳米管聚集体易于在几天时间后重新聚集。
[0012]另一个重要点是这些粉碎方法需要相对高的能量量,以获得所需要的粉碎结果。
[0013]因此本发明的目的是至少部分克服现有技术中的缺点。具体地,本发明的目的是提供可用其以较小的能量消耗将商业上惯用的碳纳米管-聚集体粉碎的方法,所得到的产品能够更安全地使用并且无须改变现存方法就能使用在锂-离子-二次电池或其它电化学应用中。
[0014]此外提供在合适的溶液中吸收后产生稳定的分散体的碳纳米管组合物。
[0015]根据本发明,所述目的通过用于制备和/或加工粉末状聚合物-碳纳米管-混合物的方法得以实现,该方法包括研磨包含碳纳米管和具有平均颗粒尺寸为>0.0Olmm到(IOmm的聚合物颗粒的混合物的步骤。
[0016]所述方法的特点在于,基于混合物的总重量计,所述研磨在≥0重量%到≥15重量%的不溶解所述聚合物颗粒的液相存在下和在低于所述聚合物颗粒的熔点的温度下这行。
[0017]意外地已发现,可使用简单的低能量研磨方法用于根据本发明的方法,而没有损害研磨效果。获得的粉末状聚合物-碳纳米管-混合物表现出明显减少的粉尘倾向,是可流动的并且不粘附在研磨容器壁上或研磨装置的其它部分上。
[0018]最后,已发现,通过根据本发明的方法获得的粉末状聚合物-碳纳米管-混合物在分散于合适的溶剂中后产生稳定的分散体,其中不发生或仅发生技术上无关紧要的沉积。
[0019]在低能量研磨和粉末的混合之间的过渡并无明显界限。因此,根据本发明,该混合物的各种粉末的混合也被包含在术语“研磨”中,只要能使可能存在的碳纳米管-聚集体变小。也能够用产生研磨效果的搅拌器进行所述研磨。
[0020]在根据本发明的方法中提供,基于混合物的总重量计,所述研磨在> 0重量%到(15重量%的不溶解所述聚合物颗粒的液相存在下进行。当然,没有其它的溶解该聚合物颗粒的液相存在。
[0021]因此未得到所述聚合物的溶液,而是固体聚合物颗粒和固体碳纳米管和/或CNT-聚集体共同分散在所述液相之中。相对少的液相的量能导致在研磨过程前阻止可能的粉末产生,例如通过将所述碳纳米管预先置入该液相中。在PVDF的聚合物颗粒的情况中,非溶解性液相的例子是乙醇。然而,也可能完全摒弃液相并进行干式研磨。
[0022]此外提供,所述研磨在低于该聚合物颗粒熔点的温度下进行。由此也保证固体碳纳米管和/或碳纳米管-聚集体和固体聚合物颗粒在研磨期间相互机械接触。如果在该聚合物颗粒不具有熔点,而具有熔点范围的情况中,则所述研磨应该在低于该熔点范围的最低温度的温度下进行。
[0023]原则上可在室温、低于室温或升高的温度下加工,只要该聚合物没有熔融。因此,例如,为使该聚合物变脆和以此方式影响其在研磨过程中的性能,冷却是有利的。当希望碳纳米管和/或碳纳米管-聚集体更强吸附在聚合物颗粒上时,较高的温度是有利的。[0024]在研磨期间改变待研磨的材料的温度同样是可行的。例如可以想象的是,首先在第一温度下,然后在第二温度下研磨,其中所述第一温度低于第二温度。此外也可设想在研磨过程中的温度梯度。
[0025]在根据本发明的方法中原则上可使用所有研磨设备。一个优点是简单设备也能使用,因为获得的粉末混合物仍然是可流动的。
[0026]作为可流动性指的是粒状材料的自由移动性或流动性能的大小。特别地,研磨后获得的粉末状混合物展现出好的可流动性。该混合物的流动指数可为>10ml /s,更好>15ml / s,优选>20ml / s和特别优选>25ml / s (可根据标准IS06186由Karg-1ndustrietechnik公司的流动生测试仪(编码号1012.000)型号PM和15mm喷嘴测定)。可流动的混合物在其计量加入和加工中显示出明显的优点。
[0027]该聚合物颗粒原则上可由任意聚合物包括可能存在的添加剂如填料等构成。如果该聚合物材料在该碳纳米管的所希望的进一步加工中起作用,则是有利的。例如,该聚合物可以是粘合剂。
[0028]根据本发明提供,该聚合物颗粒具有平均颗粒尺寸为≤0.001mm到≤10mm。这个值通常可借助于激光衍射光谱法 测定(设备的一个例子是Malvem公司的带有分散装置Hydro S的Mastersizer MS2000 ;在水中)。优选的尺寸范围是> 0.02mm到< 6_。更优选地,该平均颗粒尺寸是≤0.05mm到< 2mm,和尤其优选≤0.1mm到< 1mm。
[0029]根据本发明的方法中的碳纳米管可以以附聚体的形式和/或以非附聚体的形式和/或聚集的形式和/或非聚集的形式存在。
[0030]在本发明范围内的碳纳米管是所有单壁或多壁的,圆柱型(例如,在Iijima的专利US5747161 ;Tennant W086 / 03455中)、卷轴型、多卷轴型、由一侧封闭或者两侧都开口的锥形杯组成的叠杯型(例如,在专利Geus EP198558和Endo US7018601中)、或者带有洋葱型结构的碳纳米管。优选使用圆筒型、卷轴型、多卷轴型和叠杯型的多壁碳纳米管或它们的混合物。如果该碳纳米管具有> 5,优选> 100的长度与外径的比,则是有利的。
[0031]与已经提到的仅有一个连续或断开的石墨烯层的已知卷轴型碳纳米管不同,还存在由多个石墨烯层构成的碳纳米管结构,所述石墨烯层联合形成堆积体并卷绕存在。本文使用术语多卷轴型。该类碳纳米管描述于DElO 2007 044031A1中,这里将其全文参考引入。此结构与简单的卷轴型碳纳米管相比,就如同多壁圆柱形碳纳米管(圆柱形MWNT)的结构与单壁圆柱形碳纳米管(圆柱形SWNT)的结构相比一样。
[0032]与在洋葱型结构中不同,从横截面观察时明显地,在这些碳纳米管中的各石墨烯层或石墨层从碳纳米管中心延伸贯穿直至外边缘,没有断开。这例如可以使得其它材料更好和更快速地嵌入到管结构中,因为与具有单卷 轴型结构的碳纳米管(Carbonl996,34,1301-3)或具有洋葱型结构的碳纳米管(Sciencel994,263,1744-7)相比,提供了更开放的边缘作为嵌入物的进入区域。
[0033]下文中将描述根据本发明的方法的实施方式,其中所述实施方式彼此可以任意组合,只要没有从上下文中明确给出相反的观点。
[0034]在根据本发明的方法的一个实施方式中,碳纳米管以具有平均附聚体/聚集体_尺寸为> 0.0Olmm到< IOmm的碳纳米管-附聚体/聚集体形式存在。
[0035]附聚的形式是碳纳米管通常在市场可获得的形式。可以区分为多种结构类型的附聚体(参见例如Moy US6294144):鸟窝型结构(BN)、精梳纱结构(CY)和开放网络结构(ON)。其它的附聚体结构也是已知的,例如一种是其中碳纳米管以膨体纱形式排列(Hocke,WO PCT / EP2010 / 004845)。还描述了在平面上平行排列的呈毯状或森林状的纳米管,所谓的“森林”结构(例如在专利Dai US6232706和Lemaire US7744793中)。这里相邻的管主要相互平行排列。所提到的附聚体形式可以相互任意混合或者作为混合杂化物来使用,就是说在一个附聚体中有不同结构。
[0036]该附聚体物优选具有> 0.02mm的平均附聚体尺寸。这个值通常借助激光衍射光谱法(设备的一个例子是Malvem公司的带有分散装置Hydro S的Mastersizer MS2000 ;在水中)测得。该附聚体物尺寸的上限优选≤IOmm和特别优选≤6mm。更优选,该平均附聚体物尺寸为≤0.05mm到< 2_和更特别优选≤0.1mm到< 1_。
[0037]在根据本发明的方法的另一个实施方式中,基于该混合物的总重量计,所述研磨在≤0重量%到< I重量%的液相存在下进行。该液相的比例优选为≤0重量%到< < 0.1重量%和更优选≤0重量%到≤0.01重量%。总的来说,然后可提及干研磨过程,其中一并包括技术上不可避免的痕量湿气。
[0038]根据本发明,研磨期间引入的能量应该如此少,以至于不发生或者仅在微小的范围发生不期望的碳纳米管的缩短,尤其是在碳纳米管附聚体中。该能量输入可借助于研磨设备中使用的马达的动力消耗来确定。在某些实施方式中,这个研磨的能量输入可为
0.1kffh / Kg,基于包含碳纳米管-附聚体和聚合物颗粒的混合物计,在另一些实施方式中< 0.05kWh / kg 或< 0.01kffh / kg。
[0039]在根据本发明的方法的另一实施方式中,所述研磨在> _196°C到≤180°C的温度下进行。在此当然未超过聚合物颗粒的熔点。优选的温度在>_40°C到< 100°C的范围。以此方式,例如,既可以高于也可以低于优选使用的聚合物聚偏二氟乙烯的玻璃化转变温度进行加工(根据确切的材料,从_40°C到-30°C )。
[0040]在根据本发明的方法的另一实施方式中(只要碳纳米管以碳纳米管-附聚体的形式存在),所述研磨如此进行,使得在研磨之后碳纳米管附聚体的平均附聚体尺寸为≥0.01 um到< 20 u m。如上面已经解释的,所述聚集体的尺寸能借助激光衍射光谱法来测定。优选的研磨后聚集体尺寸,特别在电极材料方面,为>0.1ym到< IOym和更优选^ I y m 至 Ij^ 7 y m。
[0041]根据本发明的方法的另一实施例中(只要碳纳米管以CNT-附聚体的形式存在),所述研磨如此进行,使得研磨后该碳纳米管-附聚体的BET-比表面为> 25m2 / g到<50m2 / g,≤ 50m2 / g 到≤ 150m2/g 或 >150m2/g 到≤ 400m2/g。这样 BET 表面积值是 CNT纤丝未出现缩短或仅在无关紧要的程度出现缩短的好的指示剂,所述纤丝的缩短在电极材料的应用中是不希望的。该BET-比表面优选在≤80m2/g至≤120m2 / g的范围和更优选≥90m2 / g到< 110m2/g,和同样优选>120m2/g到<400m2 / g的范围。该BET-比表面可借助氮-吸附根据多点-BET-法在-196°C (类似于DIN IS09277)下来测定。
[0042]在根据本发明的方法的另一实施方式中,所述碳纳米管和聚合物颗粒以> 0.05:I到≤20: I的重量比存在。该比例优选为≥0.75到≤1.5: I和特别优选≥0.9: I到< 1.1:1。以此重量比可将所得到的碳纳米管/聚合物混合物不作进一步改变地用于电极材料的制备中,其中所述聚合物承担了粘合剂的作用。[0043]在根据本发明的方法的另一实施方式中,所述碳纳米管是多壁碳纳米管,其具有≥3nm到≤IOOnm,优选≥5nm到≤25nm的平均外径,和≥5,优选≥100的长径比。
[0044]在根据本发明的方法的另一实施方式中,所述聚合物颗粒包含选自下述的聚合物,:聚(乙酸乙烯酯)、聚乙烯基醇、聚环氧乙烷、聚乙烯基吡咯烷酮、烷基化的聚环氧乙烷、交联的聚环氧乙烷、聚乙烯基醚、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚偏二氟乙烯、聚六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物、聚(丙烯酸乙酯)、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚乙烯基吡啶、聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯-丁二烯-共聚物和/或聚苯乙烯和/或其共聚物。聚偏二氟乙烯(PVDF)是优选的。
[0045]在根据本发明的方法的另一实施方式中,在另一步骤中将研磨后得到的粉末状聚合物-碳纳米管-混合物或研磨后得到的包含最多15重量%液相的聚合物-碳纳米管-混合物分散在溶剂中。然后可将获得的混合物或获得的分散体直接用作含粘合剂的配制品用于电极材料的制备中。该聚合物优选溶解在溶剂中。
[0046]所述溶剂优选选自:内酰胺、酮、腈、醇、环醚和/或水。还更优选的是,所述溶剂是N-甲基吡咯烷酮,其是合适于PVDF的溶剂。经粉碎的碳纳米管和/或碳纳米管-附聚体在PVDF中的稳定分散体可以在电极材料的制备中直接继续加工。相比于无聚合物、聚合物粘合剂的溶解和碳纳米管-聚集体的分散的传统研磨方法,已证实,根据本发明的方法能实现节省能量。
[0047]本发明的另一主题是可通过根据本发明的方法获得的粉末状的聚合物-碳纳米管-混合物或包含最多15重量%的液相的聚合物-碳纳米管-混合物。非常优选的是,所述混合物是干的混合物,这里将其理解为具有> 0重量%到< I重量%液相比例的混合物,基于混合物的总重量计。
[0048]为了避免重复,关于细节和优选实施方式参考上述说明。
[0049]本发明此外涉及根据本发明的粉末状聚合物-碳纳米管-混合物或包含最多15重量%的液相的聚合物-碳纳米管-混合物在电极制备中的用途。如已经说明的,随后可向之前获得的,优选干的混合物中加入聚合物的溶剂,并任选与其它电化学活性化合物一起如此制备例如导电糊。
[0050]在该混合物的优选用途中,所述电极是用于光伏电池、优选光电化学太阳能电池、燃料电池、电解器、热电化学电池、蓄电池和/或电池组的电极。锂-离子-二次电池在此是优选的。
[0051 ] 可通过使用根据本发明的粉末状聚合物-碳纳米管-混合物或根据本发明的包含最多15重量%液相的聚合物-碳纳米管-混合物得到的如此制备的电极同样是本发明的主题。
[0052]借助于下面的实施例和附图进一步说明本发明,但并非意在局限于此。
[0053]图1示出了在根据本发明的方法中,BET-比表面对研磨持续时间的依赖性
[0054]图2-4示出了在根据本发明的方法中得到的混合物的REM-照片
[0055]图5示出了在根据本发明的方法中得到的电极的放电容量。
[0056]研磨具有PVDF的碳纳米管的应用实施例
[0057]术语表:
[0058]碳纳米管:BayerMaterialScience 公司的Baytubes? C150HP。这些是多壁碳纳米管,具有13nm到16nm的平均外径和大于I微米的长度。此外,它们作为具有平均颗粒尺寸为0.1mm到Imm的附聚体/聚集体存在。
[0059]PVDF =Solvay Solexes公司的聚偏二氟乙烯。该材料具有155_172°C的熔融范围(ASTM D3418)和〈180微米的平均颗粒尺寸。
[0060]在每种情况中,将2克碳纳米管和2克PVDF装入AlOJanke und Kunkel (IKA)型分析研磨机中。转子由带有两个直径55mm的刀片的刀具(Messer)构成。转子的转速为20000 / min,其中最大圆周速度为58m / S。在研磨过程中,研磨机通过循环水冷却,使得温度不超过所使用的聚合物的熔点。
[0061]在每一次新的试验中改变研磨时间,以系统地研究研磨持续时间对研磨材料的影响。研磨材料的重要参数是光学印象(均质性、流动行为)、CNT聚集体的颗粒尺寸分布、BET-比表面和宏观外貌。
[0062]已能确定,在短的研磨持续时间后已产生能良好自由流动、外观均匀的粉末,其能容易地从研磨容器中除去。在没有添加PVDF的比较试验中,观察到在容器壁上形成石墨状的小片,其仅能通过强的机械应力剥离。此外观察到,在有PVDF的研磨中比没有PVDF的CNTs的研磨中产生显著更少的粉尘形成。
[0063]在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中的颗粒尺寸分布测定能显示,在5分钟研磨持续时间后已获得5-6微米的最小平均颗粒尺寸(通过激光衍射测定;体积的累积部分(cumulativeparts of volume) [%]),其随着更长的研磨时间没有进一步明显减小。该值通过在NMP中搅拌粉末而无另外的处理例如用超声波来测定。
[0064]光学检查表明,在该样品中没有可见的CNT-聚集体的沉淀。
[0065]对于CNT的性能而言有利的是,通过研磨过程没有不利影响各碳纳米管的应用性能。未损坏的(无缺陷的)和尽可能长的碳纳米管具有突出的电学和机械性能。为了研究和保证这点,在不同研磨时间后测量样品的BET-比表面。
[0066]在此,BET-比表面的明显增加是对碳纳米管的损坏的明确提示。这归因于这样的假定,即由CNT碎片和形态(缺陷)的改变导致BET-比表面的增加。
[0067]在单独的比较实验系列中可证明,BET-比表面没有PVDF的情况下通过在行星式研磨机中的高能机械处理经短时间后从186m2 / g到427m2/g,增加了两倍多。
[0068]在图1中展示了在根据本发明的研磨后,在与PVDF的混合物中的CNT-聚集体的BET-比表面作为研磨持续时间的函数的曲线。在Omin时的测量值通过在CNT / PVDF样品上的测量来测定,所述CNT / PVDF样品通过简单的手工混合而无进一步机械处理来制备。该测量根据多点-BET-方法在-196°C下通过氮吸附(类似于DIN IS09277)进行。
[0069]如图1中可看出的,该值围绕一个几乎不依赖于研磨持续时间的大约106m2 / g的值分散,在30分钟后倾向于更大的值。然而,这明显不同于对比试验系列中观察到的增高。
[0070]在图2-4中的扫描电子显微镜照片给出了在研磨CNT-聚集体时对聚合物的有利影响的重要指示。在上述的实施例中提及的所有样品也都相应表征。
[0071]例如,在最初的两幅照片中以不同放大率显示了在7分钟的研磨持续时间后的样品。在图2中,除了小得多的CNT-聚集体之外,以100:1的放大率也可识别具有直径在50微米至100微米范围的相对大的聚合物颗粒。这在图3中用995:1的放大率可同样清楚看到。[0072]根据放大率为4973:1的图4可明确识别所述颗粒为CNT-聚集体。已经能在表面看到单个CNT纤丝。
[0073]不为理论所确定地假设,CNT-聚集体的粘附是对根据本发明的方法获得的减少的粉尘形成,在具有PVDF的CNT-聚集体的研磨中减少的再附聚和该粉末样品的改善的流动性能的解释。
[0074]电池组用电极的制备的应用实施例
[0075]将之前根据本发明制备的6克粉末状聚合物-碳纳米管-混合物用溶剂N-甲基吡咯烷酮用溶解盘(40_直径)分散。高能搅拌器的转速为2000转/min,持续1.5小时。在最后一步中,将45克活性材料Toda Kogyo公司的NM3100 (LiNiOa33Coa33MNa33O2)混入到该分散体中,并且在700转/min下继续分散1.5小时。所述分散在双壁调温容器中进行,从而能将温度设定为23°C。然后将制备的糊以250微米的湿膜厚度刮涂在铝箔上。将该膜在60°C下在循环空气人工气候箱中干燥过夜。由该干燥的膜通过冲压制备用于电池组成品的阴极。如此准备的电极的放电性能在半电池测量中用锂箔作为阳极用多个充电/放电循环测量,并在图5中示例性展示。
【权利要求】
1.制备和/或加工粉末状聚合物-碳纳米管-混合物的方法,其包含研磨混合物的步骤,所述混合物包含聚集形式和/或非聚集形式的碳纳米管和具有平均颗粒尺寸为≤0.0Olmm至< 10_的聚合物颗粒; 其特征在于, 基于混合物的总重量计,所述研磨在>0重量%到< 15重量%的不溶解所述聚合物颗粒的液相存在下和在低于所述聚合物颗粒的熔点的温度下进行。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述碳纳米管以具有30.001mm到< IOmm的平均附聚体尺寸的碳纳米管-附聚体的形式存在。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中所述研磨在>_196°C到≤180°C的温度下进行。
4.根据权利要求2所述的方法,其中所述研磨如此进行,使得在研磨后该碳纳米管-附聚体的平均附聚体尺寸为> 0.01微米到< 20微米。
5.根据权利要求1所述的方法,其中所述研磨如比进行,使得在研磨后所述碳纳米管的 BET-比表面为≤ 25m2/g 到 <50m2/g,≤ 50m2 / g 到≤ 150m2/g 或 >150m2 / g 到≤ 400m2 /g°
6.根据权利要求1所述的方法,其中所述碳纳米管和所述聚合物颗粒以>0.05:1到^ 20:1的重量比存在。
7.根据权利要求1所述的方法,其中,所述碳纳米管是具有>3nn^lj<IOOnm的平均外径和长径比> 5的多壁碳纳米管。
8.根据权利要求1所述的方法,其中所述聚合物颗粒包含选自下述的聚合物--聚(乙酸乙烯酯)、聚乙烯基醇、聚环氧乙烷、聚乙烯基吡咯烷酮、烷基化的聚环氧乙烷、交联的聚环氧乙烷、聚乙烯基醚、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚偏二氟乙烯、聚六氟丙烯和聚偏二氟乙烯的共聚物、聚(丙烯酸乙酯)、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚乙烯基吡啶、聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯-丁二烯-共聚物和/或聚苯乙烯和/或其共聚物。
9.粉末形式的聚合物-碳纳米管-混合物或包含最多15重量%液相的聚合物-碳纳米管-混合物,其可通过根据权利要求1-8的一项或多项所述的方法获得。
10.根据权利要求1所述的方法,其此外包含下述步骤,即在该步骤中将研磨后得到的粉末状聚合物-碳纳米管-混合物或研磨后得到的包含最多15重量%液相的聚合物-碳纳米管-混合物分散在溶剂中。
11.根据权利要求10所述的方法,其中所述溶剂选自内酰胺、酮、腈、醇、环醚和/或水。
12.根据权利要求11所述的方法,其中所述溶剂是N-甲基吡咯烷酮。
13.分散体,其可按照根据权利要求10-12的一项或多项所述的方法获得。
14.根据权利要求9的粉末状聚合物-碳纳米管-混合物或包含最多15重量%液相的聚合物-碳纳米管-混合物在电极制备中的用途。
15.电极,其可得自根据权利要求9的粉末状聚合物-碳纳米管-混合物或包含最多15重量%液相的聚合物-碳纳米管-混合物或者得自根据权利要求13的分散体。
16.根据权利要求14所述的应用,其中,所述电极是用于光伏电池、蓄电池、燃料电池、电解器、热电化学电池和/或电池组的电极。
【文档编号】H01M4/133GK103493256SQ201180068229
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2011年12月19日 优先权日:2010年12月21日
【发明者】E·费格迈尔, B·乌尔菲克, S·霍尔恩 申请人:拜耳知识产权有限责任公司
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