1.本技術(shù)屬于碳納米管技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種碳納米管導(dǎo)電劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

2.碳納米管是一種具有中空管狀結(jié)構(gòu)和高的長(zhǎng)徑比的一維納米碳材料，以六邊形排列的碳原子構(gòu)成。其具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能、導(dǎo)熱性能、有高長(zhǎng)徑比，在鋰離子電池應(yīng)用當(dāng)中能形成優(yōu)良的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，既極大的降低電池內(nèi)阻又能充分發(fā)揮活性材料的容量，在鋰離子電池應(yīng)用中表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，如優(yōu)異的循環(huán)性能、倍率性能及提升電池能量密度等，滿足高端數(shù)碼電子產(chǎn)品和新能源汽車的電池需求。

3.碳納米管是交織無(wú)序生長(zhǎng)的一維納米結(jié)構(gòu)，具有高比表面積，難分散的特點(diǎn)，現(xiàn)有的技術(shù)是碳納米管和分散劑添加到溶劑中，通過(guò)研磨、剪切力、分散后得到導(dǎo)電漿料后進(jìn)行售賣，此方法制備的碳納米管漿料所含碳管量很低，一般只有2.0％-8.0％，溶劑含量高，有效物質(zhì)少，在運(yùn)輸上和客戶使用上造成很多不便，限制碳納米管的使用范圍，另外，分散劑等的使用對(duì)鋰離子電池等產(chǎn)品也可能造成潛在危害。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

4.本技術(shù)的目的在于提供一種碳納米管導(dǎo)電劑及其制備方法和應(yīng)用，旨在一定程度上解決現(xiàn)有的碳納米管導(dǎo)電劑中碳納米管含量低、有效物質(zhì)少、大量無(wú)效成分對(duì)應(yīng)用產(chǎn)品造成潛在危害且難以運(yùn)輸?shù)膯?wèn)題。

5.為實(shí)現(xiàn)上述申請(qǐng)目的，本技術(shù)采用的技術(shù)方案如下：

6.本技術(shù)第一方面提供一種碳納米管導(dǎo)電劑的制備方法，包括以下步驟：

7.將干燥的碳納米管和研磨介質(zhì)混合置入研磨容器內(nèi)進(jìn)行攪拌研磨處理，得到混合物，其中，攪拌研磨處理采用研磨容器內(nèi)部帶有攪拌構(gòu)件的研磨設(shè)備進(jìn)行；

8.將混合物進(jìn)行分離處理去除研磨介質(zhì)，得到碳納米管導(dǎo)電劑。

9.進(jìn)一步地，研磨介質(zhì)包括瑪瑙、氧化鋯、碳化硅、氮化硅、硅酸鋯中的一種或多種；和/或

10.研磨介質(zhì)包括球形或橢球型。

11.進(jìn)一步地，研磨介質(zhì)的粒徑為0.1mm-5.0mm。

12.進(jìn)一步地，攪拌研磨處理在-10℃～35℃溫度條件下進(jìn)行；和/或

13.攪拌構(gòu)件包括棒式、扇葉式、盤管式中的一種或多種；和/或

14.進(jìn)行攪拌研磨處理的碳納米管和研磨介質(zhì)的質(zhì)量比為1:50-1:300。

15.進(jìn)一步地，攪拌研磨處理時(shí)，攪拌構(gòu)件的轉(zhuǎn)速為200-600rpm，攪拌研磨處理的研磨時(shí)間為0.5h-5h，

16.進(jìn)一步地，分離處理包括采用振動(dòng)篩、回轉(zhuǎn)篩、離心式分離機(jī)、旋風(fēng)分離機(jī)中的一種或多種分離器進(jìn)行。

17.本技術(shù)第二方面提供一種碳納米管導(dǎo)電劑，由上述的制備方法制成，碳納米管導(dǎo)電劑為干粉狀，包括以重量計(jì)含量為90％以上的碳納米管顆粒。

18.進(jìn)一步地，碳納米管導(dǎo)電劑中的碳納米管顆粒的含量以重量計(jì)不少于99.9％。

19.進(jìn)一步地，碳納米管導(dǎo)電劑中的碳納米管顆粒的粒徑不大于75μm。

20.本技術(shù)第三方面提供一種碳納米管導(dǎo)電劑的應(yīng)用，包括上述的碳納米管導(dǎo)電劑和/或上述的制備方法制備的碳納米管導(dǎo)電劑在鋰離子電池、導(dǎo)電塑料、導(dǎo)電母粒、鉛酸電池、導(dǎo)電涂料、導(dǎo)線、發(fā)熱片領(lǐng)域的應(yīng)用。

21.本技術(shù)第一方面提供的碳納米管導(dǎo)電劑的制備方法直接采用研磨介質(zhì)分散碳納米管，不需要添加溶劑，效率高、設(shè)備簡(jiǎn)單、能耗低、工藝簡(jiǎn)便，易于實(shí)施和大規(guī)模推廣應(yīng)用，研磨介質(zhì)廉價(jià)易得且可以重復(fù)使用，安全環(huán)保、生產(chǎn)成本低，制成的碳納米管導(dǎo)電劑含有90％以上的碳納米管，有效物質(zhì)含量高，具有易分散、包覆性好、導(dǎo)電性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)。

22.本技術(shù)第二方面提供的碳納米管導(dǎo)電劑含有90％以上的碳納米管，有效物質(zhì)含量高，具有易分散、包覆性好、導(dǎo)電性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)，不含分散劑、助磨劑、降粘劑等添加劑，消除了分散劑對(duì)碳納米管導(dǎo)電劑在使用過(guò)程中的潛在風(fēng)險(xiǎn)，且本技術(shù)提供的導(dǎo)電劑為干粉狀，便于運(yùn)輸，在實(shí)際使用過(guò)程中可直接添加溶劑攪拌成導(dǎo)電漿料，按需調(diào)整導(dǎo)電漿料中碳納米管的含量，大大擴(kuò)展了碳納米管導(dǎo)電劑的適用范圍。

23.本技術(shù)第三方面提供的碳納米管導(dǎo)電劑的應(yīng)用，上述碳納米管導(dǎo)電劑或上述方法制備的碳納米管導(dǎo)電劑導(dǎo)電性能好，對(duì)活性材料包覆性好，可直接用于鋰離子電池正負(fù)極漿料中，另外，也適用于導(dǎo)電塑料、導(dǎo)電母粒、鉛酸電池、導(dǎo)電涂料、導(dǎo)線、發(fā)熱片等領(lǐng)域。

附圖說(shuō)明

24.為了更清楚地說(shuō)明本技術(shù)實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本技術(shù)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

25.圖1是本技術(shù)實(shí)施例1提供的碳納米管導(dǎo)電劑的sem圖；

26.圖2是本技術(shù)實(shí)施例2提供的碳納米管導(dǎo)電劑的sem圖；

27.圖3是本技術(shù)實(shí)施例4提供的碳納米管導(dǎo)電劑在三元活性材料中的ncm三元材料中的分散效果sem圖。

具體實(shí)施方式

28.為了使本技術(shù)要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本技術(shù)，并不用于限定本技術(shù)。

29.本技術(shù)中，術(shù)語(yǔ)“和/或”，描述關(guān)聯(lián)對(duì)象的關(guān)聯(lián)關(guān)系，表示可以存在三種關(guān)系，例如，a和/或b，可以表示：?jiǎn)为?dú)存在a，同時(shí)存在a和b，單獨(dú)存在b的情況。其中a，b可以是單數(shù)或者復(fù)數(shù)。字符“/”一般表示前后關(guān)聯(lián)對(duì)象是一種“或”的關(guān)系。

30.本技術(shù)中，“至少一個(gè)”是指一個(gè)或者多個(gè)，“多個(gè)”是指兩個(gè)或兩個(gè)以上?！耙韵轮辽僖豁?xiàng)(個(gè))”或其類似表達(dá)，是指的這些項(xiàng)中的任意組合，包括單項(xiàng)(個(gè))或復(fù)數(shù)項(xiàng)(個(gè))的任

意組合。例如，“a，b或c中的至少一項(xiàng)(個(gè))”，或，“a，b和c中的至少一項(xiàng)(個(gè))”，均可以表示：a，b，c，a-b(即a和b)，a-c，b-c，或a-b-c，其中a，b，c分別可以是單個(gè)，也可以是多個(gè)。

31.應(yīng)理解，在本技術(shù)的各種實(shí)施例中，上述各過(guò)程的序號(hào)的大小并不意味著執(zhí)行順序的先后，部分或全部步驟可以并行執(zhí)行或先后執(zhí)行，各過(guò)程的執(zhí)行順序應(yīng)以其功能和內(nèi)在邏輯確定，而不應(yīng)對(duì)本技術(shù)實(shí)施例的實(shí)施過(guò)程構(gòu)成任何限定。

32.在本技術(shù)實(shí)施例中使用的術(shù)語(yǔ)是僅僅出于描述特定實(shí)施例的目的，而非旨在限制本技術(shù)。在本技術(shù)實(shí)施例和所附權(quán)利要求書中所使用的單數(shù)形式的“一種”和“該”也旨在包括多數(shù)形式，除非上下文清楚地表示其他含義。

33.本技術(shù)實(shí)施例說(shuō)明書中所提到的相關(guān)成分的重量不僅僅可以指代各組分的具體含量，也可以表示各組分間重量的比例關(guān)系，因此，只要是按照本技術(shù)實(shí)施例說(shuō)明書相關(guān)組分的含量按比例放大或縮小均在本技術(shù)實(shí)施例說(shuō)明書公開(kāi)的范圍之內(nèi)。具體地，本技術(shù)實(shí)施例說(shuō)明書中的質(zhì)量可以是μg、mg、g、kg等化工領(lǐng)域公知的質(zhì)量單位。

34.術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，用來(lái)將目的如物質(zhì)彼此區(qū)分開(kāi)，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。例如，在不脫離本技術(shù)實(shí)施例范圍的情況下，第一xx也可以被稱為第二xx，類似地，第二xx也可以被稱為第一xx。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。

35.本技術(shù)第一方面提供一種碳納米管導(dǎo)電劑的制備方法，包括以下步驟：

36.s01：將干燥的碳納米管和研磨介質(zhì)混合置入研磨容器內(nèi)進(jìn)行攪拌研磨處理，得到混合物，其中，攪拌研磨處理采用研磨容器內(nèi)部帶有攪拌構(gòu)件的研磨設(shè)備進(jìn)行，能夠有效提高研磨效率、改善研磨效果；

37.s02：將混合物進(jìn)行分離處理去除研磨介質(zhì)，得到碳納米管導(dǎo)電劑。

38.傳統(tǒng)的主流碳納米管導(dǎo)電劑的制備方法為：先將碳納米管與分散液等添加劑在溶劑中混合分散得到碳納米管漿料，再將碳納米管漿料進(jìn)行干燥，從而得到碳納米管粉體。本發(fā)明的方法和傳統(tǒng)方法相比優(yōu)勢(shì)在于：

①

本方法制備的碳納米管導(dǎo)電劑的碳納米管純度更高，在制備過(guò)程中不添加分散劑、助磨劑等添加劑，而傳統(tǒng)方法制備過(guò)程中一般都需要分散劑、降粘劑、助磨劑等添加劑，上述添加劑對(duì)制備的碳納米管導(dǎo)電劑的性能等方面存在潛在的不利影響；

②

設(shè)備少，能耗低，效率高、安全環(huán)保，本方法采用干法球磨，不添加溶劑，直接對(duì)碳納米管處理，效率更高，不產(chǎn)生三廢，傳統(tǒng)砂磨工藝制備時(shí)則會(huì)產(chǎn)生三廢，傳統(tǒng)方法使用大量溶劑，干燥碳納米管漿料需要干燥設(shè)備和消耗大量能源，且對(duì)稀釋后的碳納米管漿料處理效率較低；

④

成本低，設(shè)備簡(jiǎn)單、工藝簡(jiǎn)便、效率高、能耗低，研磨介質(zhì)可多次重復(fù)使用，安全環(huán)保，降低成本。

39.需要說(shuō)明的是，攪拌研磨處理采用研磨容器內(nèi)部帶有攪拌構(gòu)件的研磨設(shè)備進(jìn)行，通過(guò)攪拌構(gòu)件使得碳納米管與研磨介質(zhì)充分混合接觸，普通的旋轉(zhuǎn)設(shè)備，如行星式球磨機(jī)，不具備攪拌功能，在旋轉(zhuǎn)研磨的過(guò)程中，碳納米管與研磨介質(zhì)容易沉積在底部，只能平行于旋轉(zhuǎn)面相互擠壓研磨，采用本實(shí)施例提供的帶有攪拌構(gòu)件的研磨設(shè)備，可以在研磨過(guò)程中使得碳納米管與研磨介質(zhì)之間在任意方向接觸、擠壓與研磨，保持良好的研磨效果，進(jìn)一步地，研磨容器不限于立式或橫式布局，攪拌構(gòu)件包括但不限于棒式、扇葉式、盤管式中的一種或多種，攪拌、研磨、分散設(shè)備包括立式或橫式攪拌球磨機(jī)、干法砂磨機(jī)等常規(guī)設(shè)備，或連續(xù)型干磨機(jī)，進(jìn)一步地，在本技術(shù)的具體實(shí)施例中，攪拌研磨處理的研磨容器內(nèi)的轉(zhuǎn)速為

200-600rpm，研磨時(shí)間為0.5h-5h，通過(guò)高速、剪切和研磨的方式將碳納米管充分研磨分散為顆粒狀，單級(jí)與多級(jí)球磨的最佳研磨、分散時(shí)間不盡相同，可根據(jù)干粉性能進(jìn)行優(yōu)化。

40.步驟s01中，碳納米管可以是單壁碳納米管、寡壁碳納米管和多壁碳納米管中的一種或多種，研磨介質(zhì)包括瑪瑙、氧化鋯、碳化硅、氮化硅、硅酸鋯中的一種或多種，與鋼、鐵、鋁、銅等一般的金屬材料相比，本實(shí)施例提供的研磨介質(zhì)的材質(zhì)硬度更高、耐磨性更好，不易引入金屬雜質(zhì)。

41.在一些實(shí)施例中，步驟s01中所用的碳納米管的長(zhǎng)度為30-100μm，碳納米管的長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，研磨后的分散效果會(huì)有所降低。

42.在一些實(shí)施例中，研磨介質(zhì)包括球形或橢球型，表面光滑、易滾動(dòng)，研磨效果好。

43.在一些實(shí)施例中，研磨介質(zhì)的粒徑為0.1mm-5.0mm，在進(jìn)行攪拌研磨處理時(shí)，可采用單級(jí)球磨和多級(jí)球磨的方式進(jìn)行，單級(jí)球磨即所使用的的研磨介質(zhì)的粒徑大小均為相同大小，多級(jí)球磨即所使用的研磨介質(zhì)的粒徑大小不同，具體地，多級(jí)球磨工藝中研磨介質(zhì)一級(jí)粒徑為1.0mm-3.0mm，二級(jí)粒徑為0.1mm-1.0mm，多級(jí)球磨也可以是多種粒徑的研磨介質(zhì)混合使用，可以根據(jù)需求進(jìn)行調(diào)整，如如粒徑為3mm:1.5mm:0.5mm比例為1:1:1的研磨介質(zhì)，粒徑為3mm:1.5mm:0.5mm比例為1：3：6的研磨介質(zhì)，優(yōu)選的，采用多級(jí)球磨的方式進(jìn)行，研磨介質(zhì)的徑距越大，研磨介質(zhì)之間的空隙越小，研磨效果越好。

44.在一些實(shí)施例中，進(jìn)行攪拌研磨處理的碳納米管和研磨介質(zhì)的質(zhì)量比為1:50-1:300，研磨介質(zhì)過(guò)多過(guò)少均會(huì)影響研磨效果。

45.在一些實(shí)施例中，在-10℃～35℃溫度條件下進(jìn)行，防止物料在研磨過(guò)程中溫度過(guò)高影響制備的碳納米管的性能，進(jìn)一步地，可將研磨容器置于水、酒精、冰水混合物中的一種或多種中保持低溫條件，或采用制冷劑對(duì)研磨容器制冷，本實(shí)施例維持低溫條件的方式包括但不限于上述兩種方式，其他任何本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的制冷方式，均可用于本實(shí)施例中。

46.在一些實(shí)施例中，研磨容器的容器內(nèi)壁應(yīng)為瑪瑙、氧化鋯、碳化硅、氮化硅、硅酸鋯其中一種，研磨容器的內(nèi)壁與研磨介質(zhì)保持一致，而非采用普通的鋼、鐵、銅等金屬材質(zhì)，可避免在攪拌研磨處理過(guò)程中引入其他雜質(zhì)。

47.在一些實(shí)施例中，將碳納米管和研磨介質(zhì)置入研磨容器之前，還可先將其進(jìn)行手動(dòng)攪拌或者機(jī)械攪拌進(jìn)行初步混勻，便于后續(xù)的研磨分散以達(dá)到更好的效果。

48.步驟s01中，分離處理包括采用振動(dòng)篩、回轉(zhuǎn)篩、離心式分離機(jī)、旋風(fēng)分離機(jī)中的一種或多種分離器進(jìn)行，進(jìn)一步地，采用振動(dòng)篩或回轉(zhuǎn)篩是的篩分孔徑為200目，可有效將碳納米管干粉和研磨介質(zhì)分離。

49.本技術(shù)實(shí)施例第二方面提供一種碳納米管導(dǎo)電劑，碳納米管導(dǎo)電劑由上述方法制成，為干粉狀，包括以重量計(jì)含量為90％以上的碳納米管顆粒。

50.現(xiàn)有的碳納米管導(dǎo)電劑多為漿料狀，其中添加了大量分散劑、助磨劑、降粘劑等添加劑，碳納米管的含量?jī)H有2％-8％，溶劑含量高，有效成分少，本實(shí)施例碳提供的納米管導(dǎo)電劑含有90％以上的碳納米管，有效物質(zhì)含量高，具有易分散、包覆性好、導(dǎo)電性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)，不含分散劑、助磨劑、降粘劑等添加劑，消除了分散劑對(duì)碳納米管導(dǎo)電劑在使用過(guò)程中的潛在風(fēng)險(xiǎn)，且本技術(shù)提供的導(dǎo)電劑為干粉狀，儲(chǔ)存和運(yùn)輸上更加方便、安全，而現(xiàn)有碳納米管漿料須采用大量的溶劑分散，再進(jìn)行儲(chǔ)存和運(yùn)輸，儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)某杀靖撸踩砸矝](méi)

有固體粉末好，本技術(shù)實(shí)施例提供的碳納米管導(dǎo)電劑在實(shí)際使用過(guò)程中可直接添加溶劑攪拌成導(dǎo)電漿料，按需調(diào)整導(dǎo)電漿料中碳納米管的含量，大大擴(kuò)展了碳納米管導(dǎo)電劑的適用范圍。

51.如圖1所示，采用本實(shí)施例提供的方法制備的碳納米管導(dǎo)電劑中的碳納米管顆粒為片狀，顆粒之間分散性良好，如圖3所示，本實(shí)施例提供的方法制備的碳納米管導(dǎo)電劑在三元材料中使用時(shí)能快速恢復(fù)原狀，導(dǎo)電性能良好。

52.在一些實(shí)施例中，碳納米管導(dǎo)電劑中的碳納米管顆粒的含量以重量計(jì)不少于99.9％，進(jìn)一步地，碳納米管導(dǎo)電劑中的碳納米管顆粒的含量以重量計(jì)不少于99.99％，本實(shí)施例提供的碳納米管導(dǎo)電劑的碳納米管含量與現(xiàn)有技術(shù)中的碳納米管導(dǎo)電漿料相比，碳納米管的含量明顯提高，導(dǎo)電性和包覆性等物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)均大大提高，在實(shí)際使用時(shí)，不需要考慮分散劑、降粘劑對(duì)電池性能的影響，同時(shí)碳納米管干粉在電池當(dāng)中也能發(fā)揮出優(yōu)異的性能。

53.在一些實(shí)施例中，碳納米管導(dǎo)電劑中的碳納米管顆粒的粒徑不大于75μm，為干粉狀，無(wú)需分散劑，分散性良好。

54.本技術(shù)第三方面提供一種碳納米管導(dǎo)電劑的應(yīng)用，包括上述的碳納米管導(dǎo)電劑和/或上述的制備方法制備的碳納米管導(dǎo)電劑在鋰離子電池、導(dǎo)電塑料、導(dǎo)電母粒、鉛酸電池、導(dǎo)電涂料、導(dǎo)線、發(fā)熱片領(lǐng)域的應(yīng)用。

55.本技術(shù)實(shí)施例提供的碳納米管導(dǎo)電劑，碳納米管含量高，易分散，具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能，滿足在鋰電池等相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用要求，不含分散劑、降粘劑等添加劑，降低了應(yīng)用過(guò)程中的潛在危害，可代替導(dǎo)電炭黑直接應(yīng)用到鋰離子電池、導(dǎo)電塑料、導(dǎo)電母粒、鉛酸電池、導(dǎo)電涂料、導(dǎo)線、發(fā)熱片等領(lǐng)域。

56.為使本技術(shù)上述實(shí)施細(xì)節(jié)和操作能清楚地被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，以及本技術(shù)實(shí)施例一種碳納米管導(dǎo)電劑及其制備方法和應(yīng)用的進(jìn)步性能顯著的體現(xiàn)，以下通過(guò)多個(gè)實(shí)施例來(lái)舉例說(shuō)明上述技術(shù)方案。

57.具體實(shí)施方式

58.本發(fā)明實(shí)施例中碳納米管均為本公司自產(chǎn)碳管，碳納米管a的物理性質(zhì)如下：管徑5-10nm，長(zhǎng)度30-70μm，密度230～300m2/g。碳納米管b的物理性質(zhì)如下：管徑10-20nm，長(zhǎng)度50-100μm，密度200～250m2/g。

59.實(shí)施例1

60.取碳管a和氧化鋯球按比例1：50機(jī)械攪拌混合30min，然后加入到立式攪拌研磨機(jī)，填充量為研磨罐體積的三分之二，研磨介質(zhì)選用球型氧化鋯珠粒徑為2.0mm，攪拌研磨構(gòu)件轉(zhuǎn)速為400rpm，研磨時(shí)間1.5h，不添加助磨劑、分散劑。

61.選用酒精作為制冷劑對(duì)研磨罐進(jìn)行冷卻保溫處理，溫度為-5℃，內(nèi)部為棒狀交錯(cuò)分布的研磨構(gòu)件，調(diào)節(jié)研磨構(gòu)件速度到設(shè)定值，對(duì)碳納米管粉體進(jìn)行剪切、研磨、分散處理，碳納米管研磨、分散完成后對(duì)混合物進(jìn)行射流分級(jí)處理得到碳納米管干粉導(dǎo)電劑，并對(duì)得到的碳納米管導(dǎo)電劑樣品進(jìn)行表征測(cè)試，包括導(dǎo)電性、形貌如圖1、表1所示。

62.實(shí)施例2

63.取碳管b和氮化硅球按比例1:100機(jī)械攪拌混合30min，然后加入到橫式攪拌研磨機(jī)，填充量為研磨罐體積的三分之二，研磨介質(zhì)選用球型氮化硅粒徑為3mm:1.5mm:0.5mm比

例為1：1：1；攪拌研磨構(gòu)件轉(zhuǎn)速為500rpm，研磨時(shí)間1.0h，不添加助磨劑和分散劑。

64.選用酒精作為制冷劑對(duì)研磨罐進(jìn)行冷卻保溫處理，溫度為-5℃，內(nèi)部為棒狀交錯(cuò)分布的研磨、分散構(gòu)件，調(diào)節(jié)研磨構(gòu)件速度到設(shè)定值，對(duì)碳納米管粉體進(jìn)行剪切、研磨、分散處理，碳納米管經(jīng)過(guò)在氧化鋯腔體內(nèi)研磨、分散完成后對(duì)混合物進(jìn)超聲、振動(dòng)、分級(jí)處理得到碳納米管干粉導(dǎo)電劑，并對(duì)得到的碳納米管導(dǎo)電劑樣品進(jìn)行表征測(cè)試，包括導(dǎo)電性、形貌如圖2、表1所示。

65.實(shí)施例3

66.取碳管a和氧化鋯球按比例1：150機(jī)械攪拌混合60min，其中氧化鋯球選用粒徑0.5mm、2.0mm，添加量為比例1：1，然后加入到立式攪拌研磨機(jī)，填充量為研磨罐體積的三分之二，攪拌研磨構(gòu)件轉(zhuǎn)速為400rpm，研磨時(shí)間1.0h，不添加助磨劑和分散劑。

67.選用冰水混合物作為制冷劑對(duì)碳化硅研磨罐進(jìn)行冷卻保溫處理，溫度為3℃，內(nèi)部為扇葉、分散盤交錯(cuò)分布的研磨構(gòu)件，調(diào)節(jié)研磨構(gòu)件速度到設(shè)定值，對(duì)碳納米管粉體進(jìn)行攪拌、剪切、研磨處理，碳納米管經(jīng)過(guò)碳化硅腔體內(nèi)研磨、分散完成后對(duì)混合物進(jìn)行旋風(fēng)分離處理得到碳納米管干粉導(dǎo)電劑，并對(duì)得到的碳納米管導(dǎo)電劑樣品導(dǎo)電性能表征測(cè)試結(jié)果如表1所示。

68.實(shí)施例4

69.取碳管b和氮化硅球按比例1：100機(jī)械攪拌混合30min，其中氮化硅球選用直0.5mm、2.0mm，兩級(jí)研磨、分散處理，先選用氮化硅粒徑2.0mm研磨處理，經(jīng)分離后把干粉用0.5mm氮化硅球再次研磨處理，工藝為把碳管粉和研磨球添加到橫式攪拌研磨機(jī)的研磨罐中，填充量為研磨罐體積的三分之二，攪拌研磨構(gòu)件轉(zhuǎn)速為600rpm，研磨時(shí)間1.0h。

70.選用酒精作為制冷劑對(duì)氮化硅研磨罐進(jìn)行冷卻保溫處理，溫度為0℃，內(nèi)部為扇葉、分散盤、交錯(cuò)分布的研磨構(gòu)件，調(diào)節(jié)研磨構(gòu)件速度到600rpm，對(duì)碳納米管粉體進(jìn)行攪拌、剪切、研磨處理，碳納米管在氮化硅研磨罐內(nèi)研磨、分散完成后對(duì)混合物回旋篩分離獲得碳納米管干粉導(dǎo)電劑，并對(duì)得到碳納米管導(dǎo)電劑樣品的導(dǎo)電性能進(jìn)行表征測(cè)試結(jié)果如表1所示，圖3為碳納米管干粉導(dǎo)電劑在三元活性材料中的分布圖。

71.為了更好的表明本發(fā)明的優(yōu)越性，對(duì)比例采用其它方法制備的碳納米管干粉導(dǎo)電劑碳納米管導(dǎo)電劑樣品，并對(duì)性能進(jìn)行表征測(cè)試，相關(guān)制備工藝如下：

72.對(duì)比例1

73.將碳管a與氧化鋯球按一定比例加入行星式球磨機(jī)研磨罐中，調(diào)節(jié)球磨機(jī)轉(zhuǎn)速到設(shè)定值，將碳管剪切、研磨、粉碎一段時(shí)間后得到的碳納米管與氧化鋯球混合物，經(jīng)過(guò)超聲振動(dòng)、篩分得到碳納米管干粉導(dǎo)電劑，其中碳納米管與氧化鋯球比例為1：100，轉(zhuǎn)速600rpm，研磨時(shí)間1.5h，對(duì)得到的碳納米管導(dǎo)電劑樣品導(dǎo)電性能進(jìn)行表征測(cè)試結(jié)果如表1所示。

74.對(duì)比例2

75.將碳管b加入到流化床式氣流粉碎機(jī)中，添加振動(dòng)加料頻率控制進(jìn)料速度，調(diào)節(jié)氣流粉碎機(jī)兩級(jí)進(jìn)氣粉碎壓力為1.2mpa、0.6mpa，碳納米管碳納米管導(dǎo)電劑樣品重復(fù)粉碎三遍，獲得的碳納米管超聲振動(dòng)120目篩網(wǎng)過(guò)篩處理得到碳納米管干粉導(dǎo)電劑，對(duì)得到的碳納米管導(dǎo)電劑樣品導(dǎo)電性能進(jìn)行表征測(cè)試結(jié)果如表1所示。

76.對(duì)比例3

77.將碳管和pvp和降粘劑按照4：1：0.2的比例加入到溶劑nmp中，三種物質(zhì)的和在混

合液中占比4％，將混合液加入到攪拌分散罐中，進(jìn)行預(yù)分散，時(shí)間30min，得到分散液，再將分散液加入到微射流均質(zhì)機(jī)的儲(chǔ)料罐中，混合液使用30mpa、40mpa、50mpa三種壓力每個(gè)壓力分別分散三次，得到碳納米管導(dǎo)電漿料。

78.導(dǎo)電性能測(cè)試：

79.對(duì)實(shí)施例1、2、3、4及對(duì)比例1、2得到的碳納米管導(dǎo)電劑的導(dǎo)電性能測(cè)試，采用鋰離子電池三元材料ncm 523為活性物質(zhì)，碳納米管干粉作為導(dǎo)電劑，pvdf作為粘結(jié)劑，溶劑為nmp，固含量73.0％，經(jīng)thinky are-310混料機(jī)混合后得到電池漿料，其中漿料配方為ncm:碳納米管導(dǎo)電劑:pvdf＝98.2:0.3:1.5，用200μm涂膜器在pet膜涂布后120℃烘干12.0h后測(cè)試體電阻率，相關(guān)結(jié)果如表1所示。

80.將對(duì)比例3制備的導(dǎo)電漿料與鋰離子電池三元材料ncm 523混合得到電池漿料，其中ncm：導(dǎo)電漿料:pvdf＝98.2:0.3:1.5，用200μm涂膜器在pet膜涂布后120℃烘干12.0h后測(cè)試體電阻率，相關(guān)結(jié)果如表1所示。

81.表1.不同方法制備的碳納米管導(dǎo)電劑的體電阻率性能對(duì)比表

[0082][0083][0084]

由表1可知，實(shí)施例1-4制備的碳納米管導(dǎo)電劑的體電阻率明顯小于對(duì)比例1-3，導(dǎo)電性能更加優(yōu)異，其中，實(shí)施例1-4制備碳納米管導(dǎo)電劑的過(guò)程中采用攪拌式研磨機(jī)，將碳納米管和研磨介質(zhì)同時(shí)進(jìn)行攪拌和研磨處理，制備的碳納米管導(dǎo)電劑在上述導(dǎo)電性能測(cè)試中的體電阻率為12-20ω.cm；而對(duì)比例1中采用行星式球磨機(jī)對(duì)碳納米管進(jìn)行研磨，未攪拌，制備的碳納米管導(dǎo)電劑的體電阻率是實(shí)施例1-4制備的碳納米管導(dǎo)電劑的體電阻率的5-10倍；對(duì)比例2直接采用流化床式氣流粉碎機(jī)對(duì)碳納米管進(jìn)行粉碎，不攪拌也不研磨，制備的碳納米管導(dǎo)電劑較為疏松，體積大，易膨脹，力傳導(dǎo)性能差，分散性差，不易混合均勻，其制備的碳納米管導(dǎo)電劑在上述導(dǎo)電性能測(cè)試中的體電阻率實(shí)施例1-4制備的碳納米管導(dǎo)電劑的體電阻率的20-40倍；對(duì)比例3為現(xiàn)有技術(shù)常用的方法制備的導(dǎo)電漿料，其在上述導(dǎo)電性能測(cè)試中的體電阻率為31.0ω.cm，明顯大于實(shí)施例1-4制備碳納米管導(dǎo)電劑的體電阻率，而本實(shí)施例提供的碳納米管導(dǎo)電劑與導(dǎo)電漿料相比，導(dǎo)電性能更加優(yōu)異，且不含分散劑或助磨劑，實(shí)際使用中不具潛在的副作用，此外，本實(shí)施例提供的碳納米管導(dǎo)電劑為干粉狀，潛力更大，適用范圍更廣。

[0085]

以上所述僅為本技術(shù)的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本技術(shù)，凡在本技術(shù)的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本技術(shù)的保護(hù)范圍之內(nèi)。技術(shù)特征：

1.一種碳納米管導(dǎo)電劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：將干燥的碳納米管和研磨介質(zhì)混合進(jìn)行攪拌研磨處理，得到混合物，其中，所述攪拌研磨處理采用研磨容器內(nèi)部帶有攪拌構(gòu)件的研磨設(shè)備進(jìn)行；將所述混合物進(jìn)行分離處理去除研磨介質(zhì)，得到碳納米管導(dǎo)電劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述研磨介質(zhì)包括瑪瑙、氧化鋯、碳化硅、氮化硅、硅酸鋯中的一種或多種；和/或所述研磨介質(zhì)包括球形或橢球型。3.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一所述的制備方法，其特征在于，所述研磨介質(zhì)的粒徑為0.1mm-5.0mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述攪拌研磨處理在-10℃～35℃溫度條件下進(jìn)行；和/或所述攪拌構(gòu)件包括棒式、扇葉式、盤管式中的一種或多種；和/或進(jìn)行所述攪拌研磨處理的所述碳納米管和所述研磨介質(zhì)的質(zhì)量比為1:50-1:300。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述攪拌研磨處理時(shí)，所述攪拌構(gòu)件的轉(zhuǎn)速為200-600rpm，所述攪拌研磨處理的研磨時(shí)間為0.5h-5h。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述分離處理包括采用振動(dòng)篩、回轉(zhuǎn)篩、離心式分離機(jī)、旋風(fēng)分離機(jī)中的一種或多種分離器進(jìn)行。7.一種碳納米管導(dǎo)電劑，其特征在于，由權(quán)利要求1-6所述的制備方法制成，所述碳納米管導(dǎo)電劑為干粉狀，包括以重量計(jì)含量為90％以上的碳納米管顆粒。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的碳納米管導(dǎo)電劑，其特征在于，所述碳納米管導(dǎo)電劑中的所述碳納米管顆粒的含量以重量計(jì)不少于99.9％。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的碳納米管導(dǎo)電劑，其特征在于，所述碳納米管導(dǎo)電劑中的所述碳納米管顆粒的粒徑不大于75μm。10.一種碳納米管導(dǎo)電劑的應(yīng)用，其特征在于，包括權(quán)利要求1-6所述的制備方法制備的碳納米管導(dǎo)電劑和/或權(quán)利要求7-9所述的碳納米管導(dǎo)電劑在鋰離子電池、導(dǎo)電塑料、導(dǎo)電母粒、鉛酸電池、導(dǎo)電涂料、導(dǎo)線、發(fā)熱片領(lǐng)域的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)

本申請(qǐng)屬于碳納米管技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種碳納米管導(dǎo)電劑及其制備方法和應(yīng)用，本申請(qǐng)?zhí)峁┑闹苽浞椒▽⑻技{米管與研磨介質(zhì)按一定比例混合后進(jìn)行攪拌研磨處理，將得到的混合物進(jìn)行分離處理去除研磨介質(zhì)碳納米管導(dǎo)電劑，具有工藝、設(shè)備要求簡(jiǎn)單，成本低，制備的碳納米管導(dǎo)電劑中的碳納米管含量高于90％，且具有良好的分散性和導(dǎo)電性，適用范圍廣。適用范圍廣。適用范圍廣。

技術(shù)研發(fā)人員：張新杰 陳笑鋒 石佳光

受保護(hù)的技術(shù)使用者：諾瑞（深圳）新技術(shù)有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.10.28

技術(shù)公布日：2022/2/18