锂离子电池电极用碳纳米管分散液的制作方法

本发明涉及一种锂离子电池电极用碳纳米管分散液。本申请基于2021年7月13日在日本申请的日本特愿2021-115519号主张优先权，并将其内容援引于此。

背景技术：

1、锂离子二次电池是一种二次电池，是电解质中的锂离子负责导电的二次电池。锂离子二次电池具有能量密度高、充电能量的保持特性优异、表观上的容量减少的所谓记忆现象小等优异的特性。因此，锂离子二次电池被广泛应用于移动电话、智能手机、个人电脑、混合动力汽车、电动汽车等广泛领域。

2、在此，锂离子二次电池主要具备正极板、负极板等。上述正极板和负极板是在电极芯材(也称为集电体)的表面形成有电极层(电极合剂层)的电极。该电极层可以通过将在包含导电助剂(碳纳米管等)、粘合剂及溶剂的碳纳米管分散液中混合了电极活性物质而成的分散液涂布于电极芯材的表面，并将其干燥来制造。

3、如上所述，电极层的制造是通过在电极芯材的表面涂布含有电极活性物质的锂离子电池电极用碳纳米管分散液来进行的，因此要求碳纳米管分散液粘度低。

4、在这种状况下，专利文献1中公开了一种多层碳纳米管水分散液，其特征在于，在含有阴离子性表面活性剂(a)、非离子性表面活性剂(b)及作为与阴离子性表面活性剂(a)不同的化合物的阴离子性表面活性剂(c)的水溶液中，分散有多层碳纳米管。另外，专利文献2公开了由(a)多糖类、(b)碳纳米管和(c)具有全氟烷基的水溶性化合物构成的碳纳米管水分散液。

5、然而，在这些发明中，有时碳纳米管的分散性或储存稳定性差，若大量混合分散剂，则可能影响电池性能(内阻、容量)，因此，对其配合量存在限制。因此，希望有一种分散剂，其能够以较少的配合量降低导电糊料的粘度。

6、现有技术文件

7、专利文献

8、专利文献1：国际公开第2010/041750号

9、专利文献2：日本专利特开2012-56788号公报

技术实现思路

1、本发明要解决的问题

2、本发明要解决的课题在于提供一种即使分散树脂的配合量比较少也具有容易涂布的粘度的锂离子电池电极用碳纳米管分散液。

3、解决问题的手段

4、在这种情况下，本发明人进行了广泛的研究，结果发现，通过使用含有一定量的含极性官能团的树脂(a)的分散树脂(a)，可以解决上述问题。本发明是基于上述新的见解而完成的。

5、因此，本发明提供以下的技术方案。

6、[1]一种锂离子电池电极用碳纳米管分散液，其特征在于，其为含有分散树脂(a)、碳纳米管(b)和水的碳纳米管分散液，所述分散树脂(a)含有含极性官能团的树脂(a)。

7、[2]根据[1]所述的锂离子电池电极用碳纳米管分散液，其特征在于，所述含极性官能团的树脂(a)为离子性聚乙烯醇树脂(a1)和/或羧甲基纤维素类(a2)。

8、[3]根据[2]所述的锂离子电池电极用碳纳米管分散液，其特征在于，所述离子性聚乙烯醇树脂(a1)为磺酸改性聚乙烯醇树脂(a1-1)和/或羧酸改性聚乙烯醇树脂(a1-2)。

9、[4]根据[3]所述的锂离子电池电极用碳纳米管分散液，其特征在于，所述离子性聚乙烯醇树脂(a1)为磺酸改性聚乙烯醇树脂(a1-1)，该磺酸改性聚乙烯醇树脂(a1-1)中的具有磺酸基的单体单元的含有比例相对于构成所述离子性聚乙烯醇树脂(a1)的单体单元的总质量为0.1～30质量％。

10、[5]如[2]所述的锂离子电池电极用碳纳米管分散液，其特征在于，所述离子性聚乙烯醇树脂(a1)的皂化度为50～100mol％。

11、[6]根据[1]所述的锂离子电池电极用碳纳米管分散液，其特征在于，所述碳纳米管(b)的bet比表面积为50～1800m2/g，在碳纳米管(b)的拉曼光谱中，将1560～1600cm-1范围内的最大峰值强度设为g、将1310～1350cm-1范围内的最大峰值强度设为d时的g/d比为5～200。

12、[7]根据[1]所述的锂离子电池电极用碳纳米管分散液，其中，在通过阻抗测定得到的以纵轴为电抗、以横轴为频率绘制的bode曲线图中，在频率170～600khz的范围内存在电抗的极小值，在频率170～600khz的范围内存在的所述电抗的最小值为频率1khz下的电抗的值的1.8倍以上。

13、[8]一种锂离子电池电极用碳纳米管分散液，其为含有分散树脂(a)、碳纳米管(b)和水的碳纳米管分散液，

14、其特征在于，所述分散树脂(a)含有含极性官能团的树脂(a)，

15、在通过阻抗测定得到的以纵轴为电抗、以横轴为频率绘制的bode曲线中，在频率170～600khz的范围内存在所述电抗的极小值。

16、[9]根据[8]所述的锂离子电池电极用碳纳米管分散液，其中，在通过所述阻抗测定而得到的以纵轴为电抗、以横轴为频率绘制的bode曲线图中，在频率170～600khz的范围内存在电抗的极小值，在频率170～600khz的范围内存在的所述电抗的最小值为频率1khz下的电抗的值的1.8倍以上。

17、[10]一种锂离子电池电极用碳纳米管分散液，其是在[1]～[9]中任一项所述的碳纳米管分散液中进一步配合电极活性物质而成的。

18、[11]一种锂离子电池用电极层，其由[10]所述的碳纳米管分散液形成。

19、[12]一种锂离子电池用电极，其具有[11]所述的锂离子电池用电极层和金属集电体。

20、[13]一种锂离子电池，其在正极和/或负极具有[12]所述的锂离子电池用电极。

21、[14]一种锂离子电池，其在正极具有[12]所述的锂离子电池用电极。

22、本发明的效果

23、本发明的锂离子电池电极用碳纳米管分散液中所配合的分散树脂(a)与以往的锂离子电池电极用碳纳米管分散液中所使用的颜料分散树脂相比，可以以比较少的配合量充分地降低糊料的粘度，且贮藏稳定性也良好。

1.一种锂离子电池电极用碳纳米管分散液，其特征在于，其为含有分散树脂(a)、碳纳米管(b)和水的碳纳米管分散液，所述分散树脂(a)含有含极性官能团的树脂(a)。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池电极用碳纳米管分散液，其特征在于，所述含极性官能团的树脂(a)为离子性聚乙烯醇树脂(a1)和/或羧甲基纤维素类(a2)。

3.根据权利要求2所述的锂离子电池电极用碳纳米管分散液，其特征在于，所述离子性聚乙烯醇树脂(a1)为磺酸改性聚乙烯醇树脂(a1-1)和/或羧酸改性聚乙烯醇树脂(a1-2)。

4.根据权利要求3所述的锂离子电池电极用碳纳米管分散液，其特征在于，所述离子性聚乙烯醇树脂(a1)为磺酸改性聚乙烯醇树脂(a1-1)，该磺酸改性聚乙烯醇树脂(a1-1)中的具有磺酸基的单体单元的含有比例相对于构成所述离子性聚乙烯醇树脂(a1)的单体单元的总质量为0.1～30质量％。

5.根据权利要求2所述的锂离子电池电极用碳纳米管分散液，其特征在于，所述离子性聚乙烯醇树脂(a1)的皂化度为50～100mol％。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池电极用碳纳米管分散液，其特征在于，所述碳纳米管(b)的bet比表面积为50～1800m2/g，在碳纳米管(b)的拉曼光谱中，将1560～1600cm-1的范围内的最大峰值强度设为g、将1310～1350cm-1的范围内的最大峰值强度设为d时的g/d比为5～200。

7.根据权利要求1所述的锂离子电池电极用碳纳米管分散液，其中，在通过阻抗测定得到的以纵轴为电抗、以横轴为频率绘制的bode曲线中，在频率170～600khz的范围内存在电抗的极小值，在频率170～600khz的范围内存在的所述电抗的最小值为频率1khz下的电抗的值的1.8倍以上。

8.一种锂离子电池电极用碳纳米管分散液，其为含有分散树脂(a)、碳纳米管(b)和水的碳纳米管分散液，其特征在于，所述分散树脂(a)含有含极性官能团的树脂(a)，

9.根据权利要求8所述的锂离子电池电极用碳纳米管分散液，其中，在通过所述阻抗测定得到的以纵轴为电抗、以横轴为频率绘制的bode曲线中，在频率170～600khz的范围内存在电抗的极小值，在频率170～600khz的范围内存在的所述电抗的最小值为频率1khz下的电抗的值的1.8倍以上。

10.一种锂离子电池电极用碳纳米管分散液，其是在权利要求1～9中任一项所述的碳纳米管分散液中进一步配合电极活性物质而成的。

11.一种锂离子电池用电极层，其由权利要求10所述的碳纳米管分散液形成。

12.一种锂离子电池用电极，其具有权利要求11所述的锂离子电池用电极层和金属集电体。

13.一种锂离子电池，其在正极和/或负极具有权利要求12所述的锂离子电池用电极。

14.一种锂离子电池，其在正极具有权利要求12所述的锂离子电池用电极。