相關申請的交叉引用本申請要求于2023年2月23日在韓國知識產權局提交的韓國專利申請第10-2023-0024184號的權益，其內容通過引用并入本文。本發明涉及碳納米管分散體及其制備方法，更特別地，涉及具有低粘度和小顆粒尺寸的碳納米管分散體及其制備方法。

背景技術：

1、隨著技術發展和對移動設備需求方面的增加，對作為能量來源的二次電池的需求正在快速增加。在二次電池中，具有高能量密度、高電壓、長循環壽命和低自放電率的鋰二次電池進入商業用途并被廣泛使用。此外，作為用于這樣的高容量鋰二次電池的電極，正在對用于提高電極密度并制造每單位體積具有更高能量密度的電極的方法進行積極研究。

2、通常，高密度電極是通過高壓壓制使尺寸為數μm至數十μm的電極活性材料顆粒成型而形成的。在成型過程期間，顆粒變形，顆粒之間的空間可能減小，并且電解質滲透性可能容易劣化。

3、為了解決上述問題，在制造電極時使用具有優異的導電性和強度的導電材料。雖然導電材料被設置在電極活性材料之間并經歷成型過程，但是活性材料顆粒之間的微孔得以保持，使得電解質可以容易地滲透，并且導電性優異，使得電極中的電阻可以降低。在導電材料中，碳納米管的使用日益增加，所述碳納米管為可以通過在電極內形成導電路徑來進一步降低電極電阻的基于纖維狀碳的導電材料。

4、碳納米管(一種類型的細碳纖維)是直徑為1μm或更小的管狀碳纖維，并且由于因其特定的結構而具有的高導電性、高拉伸強度和耐熱性而有望在各種領域中得到應用和商業化。然而，碳納米管由于因其高比表面積而在碳納米管之間具有的強范德華引力而具有分散性低和出現聚集現象的問題。

5、為了解決所述問題，提出了通過機械分散處理例如超聲波處理使碳納米管分散在分散介質中的方法。然而，在機械分散處理方法的情況下，存在的問題在于，只要超聲照射終止，碳納米管就聚集。

6、因此，需要開發用于制備這樣的碳納米管分散體的方法：其可以改善碳納米管的分散性，具有低粘度以及分散體中包含的顆粒的顆粒尺寸小。

技術實現思路

1、技術問題

2、本發明通過包含含有環狀酰胺基的分散劑和含有磺?；捅揭蚁┒叩木酆衔锘衔?，解決了上述問題并提供了這樣的碳納米管分散體，其具有優異的分散性并且碳納米管分散體中包含的顆粒的顆粒尺寸小。

3、此外，本發明提供了用于鋰二次電池的負極漿料組合物，其包含所述碳納米管分散體。

4、此外，本發明提供了用于制備所述碳納米管分散體的方法。

5、技術方案

6、為了解決上述任務，本發明提供了碳納米管分散體。

7、[1]本發明提供了碳納米管分散體，其包含碳納米管、分散劑和分散介質，其中分散劑包含重量比為100:10至100:90的第一分散劑和第二分散劑，第一分散劑為含有環狀酰胺基的分散劑，第二分散劑為含有磺?；捅揭蚁┒叩木酆衔锘衔?，以及碳納米管與分散劑的重量比為100:50至100:500。

8、[2]本發明提供了根據[1]的碳納米管分散體，其中碳納米管的比表面積(bet)為800m2/g或更大。

9、[3]本發明提供了根據[1]或[2]的碳納米管分散體，其中碳納米管為單壁碳納米管。

10、[4]本發明提供了根據[1]至[3]中任一項的碳納米管分散體，其中基于100重量份的碳納米管分散體，包含0.1重量份至5重量份的碳納米管。

11、[5]本發明提供了根據[1]至[4]中任一項的碳納米管分散體，其中第一分散劑為選自以下中的一者或更多者：聚乙烯吡咯烷酮、聚-n-乙烯基-5-甲基唑烷酮、聚乙烯氮丙啶酮、聚乙烯吖丁啶酮、聚乙烯哌啶酮、聚乙烯己內酰胺、聚(3-亞甲基-2-吡咯烷酮)、聚(n-甲基-3-亞甲基-2-吡咯烷酮)和聚乙烯鄰苯二甲酰亞胺。

12、[6]本發明提供了根據[1]至[5]中任一項的碳納米管分散體，其中第二分散劑為選自以下中的一者或更多者：聚苯乙烯磺酸、聚苯乙烯磺酸的鹽和磺化苯乙烯-馬來酸共聚物。

13、[7]本發明提供了根據[1]至[6]中任一項的碳納米管分散體，其中第二分散劑為選自以下中的一者或更多者：磺化聚苯乙烯、磺化苯乙烯馬來酸共聚物、聚苯乙烯磺酸鈉、聚苯乙烯磺酸和聚苯乙烯磺酸銨。

14、[8]本發明提供了根據[1]至[7]中任一項的碳納米管分散體，其中分散劑包含重量比為100:20至100:80的第一分散劑和第二分散劑。

15、[9]本發明提供了根據[1]至[8]中任一項的碳納米管分散體，其中碳納米管與分散劑的重量比為100:100至100:250。

16、[10]本發明提供了根據[1]至[9]中任一項的碳納米管分散體，其中分散介質為選自以下中的一者或更多者：基于酰胺的極性有機溶劑、基于醇的溶劑、基于二醇的溶劑、基于二醇醚的溶劑、基于酮的溶劑、基于酯的溶劑和水性溶劑。

17、[11]本發明提供了根據[1]至[10]中任一項的碳納米管分散體，其中碳納米管分散體在25℃下靜置1周之后的粘度增加率為20％或更低。

18、[12]本發明提供了根據[1]至[11]中任一項的碳納米管分散體，其中碳納米管分散體包含平均顆粒尺寸(d50)為0.5μm至5.4μm的碳納米管聚集顆粒。

19、[13]本發明提供了根據[1]至[12]中任一項的碳納米管分散體，其中碳納米管分散體包含平均顆粒尺寸(d90)為1.5μm至15.0μm的碳納米管聚集顆粒。

20、此外，為了解決另一項任務，本發明提供了用于鋰二次電池的電極漿料組合物。

21、[14]本發明提供了用于鋰二次電池的電極漿料組合物，所述組合物包含根據[1]至[13]中任一項的碳納米管分散體和電極活性材料。

22、此外，為了解決另一項任務，本發明提供了用于制備碳納米管分散體的方法。

23、[15]本發明提供了用于制備[1]至[13]中任一項的碳納米管分散體的方法，所述方法包括：(1)將碳納米管、分散劑和分散介質混合以制備混合物的步驟；以及(2)使混合物分散的步驟，其中分散劑包含重量比為100:10至100:90的第一分散劑和第二分散劑，第一分散劑為含有環狀酰胺基的分散劑，第二分散劑為含有磺?；捅揭蚁┒叩木酆衔锘衔?，以及碳納米管與分散劑的重量比為100:50至100:500。

24、有益效果

25、本發明的碳納米管分散體包含含有環狀酰胺基的分散劑和含有磺酰基和苯乙烯二者的聚合物化合物，并且具有優異的碳納米管分散性、低粘度且分散體中包含的碳納米管的顆粒尺寸小，并因此在實現碳納米管分散體的儲存和使用以及具有均勻厚度的涂層方面表現出有利的效果。

技術特征：

1.一種碳納米管分散體，包含碳納米管、分散劑和分散介質，其中

2.根據權利要求1所述的碳納米管分散體，其中所述碳納米管的比表面積(bet)為800m2/g或更大。

3.根據權利要求1所述的碳納米管分散體，其中所述碳納米管為單壁碳納米管。

4.根據權利要求1所述的碳納米管分散體，其中基于100重量份的所述碳納米管分散體，包含0.1重量份至5重量份的所述碳納米管。

5.根據權利要求1所述的碳納米管分散體，其中所述第一分散劑為選自以下中的一者或更多者：聚乙烯吡咯烷酮、聚-n-乙烯基-5-甲基唑烷酮、聚乙烯氮丙啶酮、聚乙烯吖丁啶酮、聚乙烯哌啶酮、聚乙烯己內酰胺、聚(3-亞甲基-2-吡咯烷酮)、聚(n-甲基-3-亞甲基-2-吡咯烷酮)和聚乙烯鄰苯二甲酰亞胺。

6.根據權利要求1所述的碳納米管分散體，其中所述第二分散劑為選自以下中的一者或更多者：聚苯乙烯磺酸、聚苯乙烯磺酸的鹽和磺化苯乙烯-馬來酸共聚物。

7.根據權利要求1所述的碳納米管分散體，其中所述第二分散劑為選自以下中的一者或更多者：磺化聚苯乙烯、磺化苯乙烯馬來酸共聚物、聚苯乙烯磺酸鈉、聚苯乙烯磺酸和聚苯乙烯磺酸銨。

8.根據權利要求1所述的碳納米管分散體，其中所述分散劑包含重量比為100:20至100:80的所述第一分散劑和所述第二分散劑。

9.根據權利要求1所述的碳納米管分散體，其中所述碳納米管與所述分散劑的重量比為100:100至100:250。

10.根據權利要求1所述的碳納米管分散體，其中所述分散介質為選自以下中的一者或更多者：基于酰胺的極性有機溶劑、基于醇的溶劑、基于二醇的溶劑、基于二醇醚的溶劑、基于酮的溶劑、基于酯的溶劑和水性溶劑。

11.根據權利要求1所述的碳納米管分散體，其中所述碳納米管分散體在25℃下靜置1周之后的粘度增加率為20％或更低。

12.根據權利要求1所述的碳納米管分散體，其中所述碳納米管分散體包含平均顆粒尺寸(d50)為0.5μm至5.4μm的碳納米管聚集顆粒。

13.根據權利要求1所述的碳納米管分散體，其中所述碳納米管分散體包含平均顆粒尺寸(d90)為1.5μm至15.0μm的碳納米管聚集顆粒。

14.一種用于鋰二次電池的電極漿料組合物，所述組合物包含根據權利要求1所述的碳納米管分散體和電極活性材料。

15.一種用于制備根據權利要求1所述的碳納米管分散體的方法，所述方法包括：

技術總結
本發明涉及碳納米管分散體，所述碳納米管分散體包含碳納米管、分散劑和分散介質，其中分散劑包含重量比為100:10至100:90的第一分散劑和第二分散劑，第一分散劑為含有環狀酰胺基的分散劑，第二分散劑為含有磺酰基和苯乙烯二者的聚合物化合物，以及碳納米管與分散劑的重量比為100:50至100:500，從而具有低的粘度并且其中包含的顆粒的顆粒尺寸小。

技術研發人員：張榮昣,禹儒真,睦英鳳,梁榮祚,金賢碩,尹基烈,金恩泛
受保護的技術使用者：株式會社LG化學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24