根据实施例2获得的分散体的粒度分布。在Malvern Mastersizer MS2000Hydro MU系统上借助激光衍射获得数据。在图2中，对照等效粒度绘制累积体积分数Q3。粒度< I微米的粒子的体积基分数为大约89%。在借助激光衍射的碳纳米管的粒度测定中，必须考虑到，由于CNT的窄细长形状，只能获得假定球形形态的等效粒度。
[0075]实施例3:以固含量10%和以水作为分散介质制造本发明的分散体
20克具有大约130平方米/克的BET比表面积的C70P型碳纳米管(BayerMaterialScience, Leverkusen)用刀式粉碎机(Retsch, Grindomix GM300)研磨 60 分钟。在搅拌的同时将2克羧甲基纤维素(CMC, CRT30G, Dow Chemicals)完全溶解在178克水中。随后将该磨碎的材料与该制成的溶液混合并用转子-定子系统(Fluid KotthoffGmbH)均化 90 分钟。此后，用分批Micron LAB 40 均质机(APV Gaulin Deutschland GmbH,Lilbeck, Germany)在1000巴压力下分散该材料。该分散操作重复11次。基于所用的CNT材料的总能量输入为大约12 000 kj/kg ο
[0076]分析结果:
图3a显示根据实施例3获得的分散体的粒度分布。在Malvern Mastersizer MS2000Hydro MU系统上借助激光衍射获得数据。在图3a中，对照等效粒度绘制累积体积分数Q3。粒度< I微米的粒子的体积基分数为大约87%。在借助激光衍射的碳纳米管的粒度测定中，必须考虑到，由于CNT的窄细长形状，只能获得假定球形形态的等效粒度。图3b显示根据实施例3获得的分散体的粘度。用Anton Paar流变仪(MCR系列)记录数据。可以在高但仍具有良好可加工性的粘度范围内看见该分散体的结构粘性行为。
[0077]实施例4:以固含量10%、以水作为分散介质和使用分散助剂的混合物制造本发明的分散体
20克具有大约130平方米/克的BET比表面积的C70P型碳纳米管(BayerMaterialScience, Leverkusen)用刀式粉碎机(Retsch, Grindomix GM300)研磨 60 分钟。在搅拌的同时将I克羧甲基纤维素(CMC, CRT30G, Dow Chemicals)和I克聚乙烯吡咯烷酮(PVP K30, Sigma-Aldrich 81420)完全溶解在178克水中。随后将该磨碎的材料与该制成的溶液混合并用转子-定子系统(Fluid Kotthoff GmbH)均化90分钟。此后，用分批Micron LAB 40 均质机(APV Gaulin Deutschland GmbH, Lilbeck, Germany)在 1000 巴压力下分散该材料。该分散操作重复11次。基于所用的CNT材料的总能量输入为大约12 000
kj/kgo
[0078]分析结果:
图4a显示根据实施例4获得的分散体的粒度分布。在Malvern Mastersizer MS2000Hydro MU系统上借助激光衍射获得数据。在图4a中，对照等效粒度绘制累积体积分数Q3。粒度< I微米的粒子的体积基分数为大约95%。在借助激光衍射的碳纳米管的粒度测定中，必须考虑到，由于CNT的窄细长形状，只能获得假定球形形态的等效粒度。在此可以看出，分散助剂的混合物能实现该分散体中的CNT的逐渐更高的单个化水平。图4b显示根据实施例4获得的分散体的粘度。用Anton Paar流变仪(MCR系列)记录数据。可以在高但根据本发明仍具有良好可加工性的粘度范围内看见该分散体的结构粘性行为。
[0079]实施例5:由根据实施例1的分散体制造具有不同质量比例的碳纳米管的本发明的浆料
通过在30 °C下搅拌(大约500 rpm) 4小时，将3克聚偏二氟乙烯(PVDF，S0LEF?5130/1001, Solvay)溶解在大约 25 毫升 1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP，Sigma-Aldrich328634)中。向这种NMP/PVDF溶液中加入30克来自实施例1的分散体(其含有1.5克的CNT量)并将该混合物在室温下搅拌大约2.5小时(大约2000 rpm)ο此后，加入另外44.5克NMC 活性材料(NM 3100，Toda Kogyo Corp.)和 1.0 克石墨(KS6L，来自 Timcal)并以 700rpm继续搅拌60分钟。这种浆料的固含量为50克，且该固体组分含有6重量％的PVDF、3重量％的CNT、0.3重量％的聚乙烯吡咯烷酮、2重量％的石墨和88.7重量％的NMC活性材料。通过改变来自实施例1的分散体的添加量，可以在宽范围内提高或降低该浆料中的CNT量。以相应的方式，在每种情况中必须调节NMC活性材料的添加量，以使总固含量仍为50克。由此，使用相同量的PVDF和石墨，可以在宽范围内改变CNT含量。
[0080]实施例6a(对比例):具有不同比例的由导电炭黑构成的导电添加剂的非本发明的浆料的制造
通过在30 °C下搅拌(大约500 rpm) 4小时，将3克聚偏二氟乙烯(PVDF, S0LEF?5130/1001, Solvay)溶解在大约 50 毫升 1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP, Sigma-Aldrich328634)中。向这种NMP/PVDF溶液中加入3克导电炭黑(SuperP Li, Timcal)并将该混合物在室温下搅拌(大约2000 rpm)大约2.5小时。此后，加入另外43克NMC活性材料(匪3100, Toda Kogyo Corp.)和 1.0 克石墨(KS6L，来自 Timcal)并以 700 rpm 继续揽摔 60 分钟。这种浆料的固含量为50克，且该固体组分含有6重量％的PVDF、6重量％的导电炭黑、2重量％的石墨和86重量％的NMC活性材料。通过改变导电炭黑的添加量，可以在宽范围内提高或降低该浆料中的导电添加剂的量。以相应的方式，在每种情况中必须调节NMC活性材料的添加量，以使总固含量仍为50克。由此，使用相同量的PVDF和石墨，可以在宽范围内改变导电炭黑含量。
[0081]实施例6b (对比例):具有不同比例的碳纳米管的非本发明的浆料的制造通过在30 °C下搅拌(大约500 rpm) 4小时，将3克聚偏二氟乙烯(PVDF, S0LEF?
5130/1001, Solvay)溶解在大约 50 毫升 1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP, Sigma-Aldrich328634)中。向这种NMP/PVDF溶液中加入3克已预先用刀式粉碎机(Retsch, GrindomixGM300)研磨 60 分钟的碳纳米管(Baytubes C70P, Bayer Material Science)并将该混合物在室温下搅拌(大约2000 rpm)大约2.5小时。该含碳纳米管的分散体没有用高压均质机处理且CNT没有符合本发明的粒度性质。此后，加入另外43克NMC活性材料(匪3100，Toda Kogyo Corp.)和1.0克石墨(KS6L，来自Timcal)并以700 rpm继续揽摔60分钟。这种浆料的固含量为50克，且该固体组分含有6重量％的PVDF、6重量％的导电炭黑、2重量％的石墨和86重量％的NMC活性材料。通过改变碳纳米管的添加量，可以在宽范围内提高或降低该浆料中的导电添加剂的量。以相应的方式，在每种情况中必须调节NMC活性材料的添加量，以使总固含量仍为50克。由此，使用相同量的PVDF和石墨，可以在宽范围内改变碳纳米管含量。
[0082]实施例7:具有不同比例的导电添加剂的本发明的电极的制造
如果必要，来自实施例5的浆料用1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP, Sigma-Aldrich328634)稀释至使其具有在Ι/s剪切速率下大约5至大约30 Pa *s的粘度(用Anton Paar流变仪，MCR系列测量)的程度。随后，用涂布棒将该浆料涂布到厚度30微米的铝箔上(湿膜厚度的目标值:120微米)。这种薄膜随后在60°C下干燥18小时。随后，在7000千克/平方厘米的压力下压制(压延)这种干燥薄膜。
[0083]实施例8:具有不同比例的导电添加剂的非本发明的电极的制造
如果必要，来自实施例6a和6b (对比例)的浆料用1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP，Sigma-Aldrich 328634)稀释至使其具有在Ι/s剪切速率下大约5至大约30 Pa *s的粘度(用Anton Paar流变仪，MCR系列测量)的程度。随后，用涂布棒将该浆料涂布到厚度30微米的铝箔上(湿膜厚度的目标值:120微米)。这种薄膜随后在60°C下干燥18小时。随后，在7000千克/平方厘米的压力下压制(压延)这些干燥薄膜。
[0084]实施例9:电极的电导率
为了测量电导率，借助涂布棒将适用于制造电极(实施例7)的本发明的浆料(实施例5)施加到玻璃板上(湿膜厚度的目标值:120微米)并在60°C下干燥18小时。使用具有不同含量的来自本发明的分散体的碳纳米管的各种薄膜，以使干燥的薄膜由6重量％的PVDF、2重量％的石墨和I重量％、2重量％、3重量％、4重量％、6重量％、8重量％或12重量％的来自本发明的分散体的碳纳米管构成。各自与100重量％的差值由聚乙烯吡咯烷酮(在每种情况下为碳纳米管比例的1/10)和活性材料NMC构成。随后，通过本领域技术人员已知的4点法测量比电阻率。
[0085]为了比较，在相同条件下制造电极薄膜，只是使用含有导电炭黑(SuperP Li,Timcal)(实施例6a)或来自非本发明的分散体的碳纳米管(实施例6b)的非本发明的浆料而非含有碳纳米管的本发明的浆料(实施例5)。
[0086]分析结果:
图5显示根据实施例9制成的薄膜的比电导率。该薄膜由6重量％的PVDF、2重量％的石墨和I重量％、2重量％、3重量％、4重量％、6重量％、8重量％或12重量％的来自本发明的分散体(实线)或来自含碳纳米管的非本发明的分散体(短虚线)的碳纳米管或来自非本发明的分散体的导电炭黑(长虚线)构成。显而易见的是，当使用包含碳纳米管的本发明的分散体或由其根据实施例5制成的浆料而非导电炭黑或而非以非本发明的方式分散的碳纳米管时，电极材料的比电导率在宽范围内高数倍。较高的电导率是使用本发明的分散体制成的电化学元件(例如电池)的较高功率密度的重要先决条件。
[0087]实施例10:粘合试验
在电极上为实施例7和8中描述的电极提供10毫米宽的胶带，用拉力试验机剥除。在这样做时，测量拉力和因此与基底的粘合力。根据DIN EN ISO 11339进行测量。结果显示在图6中，其将力F与胶带从基底上剥除的距离d相关联。在该图中，上方曲线10代表对本发明的电极材料的测量值，下方曲线20代表对对比材料的测量值。清楚看出本发明的电极的粘合力比对比电极高。
[0088]实施例11:装填密度
在与实施例7和8中所述类似的方法中制造电极材料。本发明的电极的组成为89.8重量 ％ 的 NMC 活性材料(NM3100, Toda Kogyo Corp.)、6.9 重量 ％ 的 PVDF (Solef 5130，Solvay),0.3重量％的聚乙烯吡咯烷酮和3重量％的来自本发明的分散体的碳纳米管。非本发明的电极的组成为89.8重量％的NMC活性材料(NM3100，Toda Kogyo Corp.)、6.9重量％的卩￥0? (Solef 5130, Solvay)和 3.3 重量 ％ 的导电炭黑(SuperP Li, TimcaD0 这些电极薄膜在各种压力下一起压制(压延)并通过测定电极层的质量和所得试样的层厚度来测定密度σ。结果显示在图7中。方格数据点〃 ■ 〃涉及本发明的材料，三角形数据点〃 ▲ 〃涉及对比材料。清楚看出本发明的电极的较高密度，这是较高能量密度的重要指示。
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