[發明專利]包括復合式納米碳管的電池正極漿料

有效

• 申請號: 201710219785.5
• 申請日: 2017-04-06
• 公開（公告）號: CN108695490B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 賴鴻政;李依霖;曹邵喧;林正崧;張曾隆
• 申請（專利權）人: 識驊科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/62;H01M10/0525;B82Y30/00
• 代理公司: 北京匯智英財專利代理事務所(普通合伙) 11301
• 代理人: 鄭玉潔

一種包括復合式納米碳管的電池正極漿料，其中具備有不同長度與管徑的納米碳管，包括中型納米碳管，其占整個漿料的比例在0％～5％重量百分比之間；長納米碳管，其占整個漿料的比例約在0.1％～1％重量百分比之間；短納米碳管，其占整個漿料的比例在0％～5％重量百分比之間；石墨烯用于橋接不同中型、短及長納米碳管，其為二至四層的結構，其占整個漿料的比例在1％～1.2％重量百分比之間；高分子材料用于穩定上述中型、短及長納米碳管，且有調節漿料黏度的功效；其占整個漿料的比例在1％～1.2％重量百分比之間；分散劑用于充填該高分子材料及復合式納米碳管間的空隙，提高納米碳管表面包覆度進而降低團聚現象發生。

技術領域

本發明涉及一種電池的正極材料的導電漿料，尤其是一種包括復合式納米碳管的電池正極漿料。

背景技術

電池主要是由正極及負極置于電解液中所形成。其中正極是將為數眾多的正極導電單元(正極材，如鈷酸鋰)混拌分散于漿料中。一般而言，正極導電單元必須先與導電漿料混拌后方能應用于電極片上，并組裝成電池。因此眾多的正極導電單元(正極材)其彼此間是通過導電漿料所連接，因此導電漿料必須具有助導性或是導電性，方能使自由電子能在不同的正極導電單元中遷移且不必因內電阻而消耗過多能量，而達到有效的導電目的。因此制造漿料時必須考慮到使用特定導電材調節漿料的導電性。

自從納米碳管被開發以來，人類即發現納米碳管為一種功能極為強大的材料，在機械工程、物理能源及生物科技上也大量地使用，達到許多實用上的目的。現有技術中已有使用納米碳管作為正極的導電漿料。

在現有技術中納米碳管漿料的制作多使用單一長度或是管徑的納米碳管。在長度與管徑上為單一平均數值，并非為長度與管徑均有差異的復合式納米碳管漿料配置法，且其長度多以1～5μm的碳管制作，且純度也是一大須克服的問題點。以短納米碳管制作的正極漿料，理論上較無法像長納米碳管一樣能跨越較多個正極導電單元，因此自由電子需跨越較多個導電系數差異接口使得因電阻所消耗的能量較多而影響正極極片的內電阻，降低電池表現。

有鑒于上述議題，本發明人基于長久對于納米碳管的研究及開發，發明人的研發團隊具備長納米碳管的生長技術，其長度介于100μm到300um之間，而直徑約為10nm到12nm。且此納米碳管已多方利用于觸控面板、生醫敷材與功能性紡織，而這些研發成果也得到了相對應的專利也或是申請中的專利，如專利CN1483668A。在所知的范圍內，并無特定專利針對將此種長納米碳管結合其于納米材料或是不同物性的納米碳管應用在正極導電漿料中。因此發明人團隊在理解其復合式納米碳管材料優勢后將含長納米碳管的復合式納米碳管漿料應用在正極的導電漿料，此想法與發明還需多種其他的元素配合，才可以在整體上產生極佳的導電性。

在現有技術中會在具有短納米碳管的漿料中加入高分子材料及分散劑，但并無特定規范比例。

故，本發明希望提出一種嶄新的包括復合式納米碳管的電池正極漿料，以提升目前正極導電漿料的技術缺陷與效能表現。

發明內容

所以，本發明的目的在于解決上述現有技術上的問題，本發明中提出一種包括復合式納米碳管的電池正極漿料，通過加入長納米碳管與其余管徑、長度各異的納米碳管混和，以增加漿料在正極材料間所形成的網狀導通網絡的效能及導通率，并且通過加入石墨烯將納米碳管由一維導通延伸至三維導通使整個漿料的導電能力提升；因此本發明的漿料有助于整個電池能量密度提升與快速充電及快速放電。