【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種碳片及其制造方法、以及層疊體及蓄電裝置。
技術(shù)介紹
1、作為導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、電磁波屏蔽性能以及機(jī)械特性優(yōu)異的材料，碳納米管(以下，有時(shí)稱為“cnt”)受到關(guān)注。此外，著眼于cnt的這些特性，提出了制造多根cnt集合成膜狀的、有時(shí)被稱為“巴克紙”的碳納米管膜(以下，有時(shí)稱為“cnt膜”或“碳膜”)，將該cnt膜作為導(dǎo)電性片、導(dǎo)熱片、電磁波吸收片等使用等。
2、由于cnt是直徑為納米尺寸的微細(xì)結(jié)構(gòu)體，因此單一個(gè)體的操作性、加工性差。因此，提出了例如如下的方案：制備分散了cnt的溶液(cnt分散液)，將該溶液涂敷在基材等上，通過(guò)除去cnt以外的成分，將cnt分散液中包含的cnt的集合體成型為膜狀，制造碳膜。近年來(lái)，為了抑制在使用鋰離子二次電池時(shí)在電池內(nèi)部產(chǎn)生的鋰枝晶的生長(zhǎng)，進(jìn)行了將碳膜應(yīng)用于鋰二次電池的電極的嘗試(例如，參考非專利文獻(xiàn)1和2)。
3、現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
4、非專利文獻(xiàn)
5、非專利文獻(xiàn)1：zhaowei?sun?et?al.“robust?expandable?carbon?nanotubescaffold?for?ultrahigh-capacity?lithium-metal?anodes”，advanced?materials，德國(guó)，wiley-vch，2018年，30，1800884；
6、非專利文獻(xiàn)2：rodrigo?v.?salvatierra?et?al.“suppressing?li?metaldendrites?through?a?
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、專利技術(shù)要解決的問(wèn)題
2、在此，從提高鋰離子二次電池的電池性能的觀點(diǎn)出發(fā)，在上述以往提出的具有碳膜的電極中，鋰枝晶的生長(zhǎng)抑制性能有進(jìn)一步提高的余地。
3、因此，本專利技術(shù)的目的在于提供一種鋰枝晶的生長(zhǎng)抑制性能優(yōu)異的碳片及其制造方法。
4、此外，本專利技術(shù)的目的在于提供一種具有鋰枝晶的生長(zhǎng)抑制性能優(yōu)異的碳片的層疊體和蓄電裝置。
5、用于解決問(wèn)題的方案
6、本專利技術(shù)人為了實(shí)現(xiàn)上述目的進(jìn)行了深入的研究。然后，本專利技術(shù)人新發(fā)現(xiàn)，在包含碳納米管的碳片中，碳納米管和碳片分別具有細(xì)孔，在這些細(xì)孔的分布形態(tài)滿足規(guī)定的必要條件的情況下，鋰枝晶的生長(zhǎng)抑制性能顯著提高，從而完成了本專利技術(shù)。
7、即，本專利技術(shù)的目的在于有利地解決上述問(wèn)題，[1]本專利技術(shù)的碳片的特征在于：包含碳納米管，在將測(cè)定上述碳納米管的氮吸附量而得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行qsdft(quenched?soliddensity?functional?theory；淬火固體密度泛函理論)分析而得到的分布曲線的0.9nm以上且1.1nm以下的細(xì)孔直徑范圍具有0.3cc/g以上的峰，上述分布曲線的縱軸為細(xì)孔容積(dv(logd)[cc/g])、橫軸為細(xì)孔直徑[nm]；在測(cè)定上述碳片的氮吸附量而得到的分布曲線的60nm以下的細(xì)孔直徑范圍具有1.5cc/g以上的峰，上述分布曲線的縱軸為細(xì)孔體積(dvp/dlogdp[cc/g])、橫軸為細(xì)孔直徑[nm]；在測(cè)定上述碳片的水銀壓入量而得到的分布曲線的0.1μm以上且10μm以下的細(xì)孔直徑范圍具有2.0cc/g以上的峰，上述分布曲線的縱軸為細(xì)孔體積(dvp/dlogdp[cc/g])、橫軸為細(xì)孔直徑[μm]。滿足該規(guī)定性狀的碳片的鋰枝晶的生長(zhǎng)抑制性能優(yōu)異。
8、在此，在本說(shuō)明書(shū)中，碳納米管和碳片的上述性狀能夠分別通過(guò)實(shí)施例中記載的方法測(cè)定。
9、[2]此外，在上述[1]的碳片中，優(yōu)選上述碳納米管含有50質(zhì)量%以上的單壁碳納米管。如果碳片中含有的碳納米管的50質(zhì)量%以上為單壁碳納米管，則能夠進(jìn)一步提高碳片的鋰枝晶的生長(zhǎng)抑制性能。
10、[3]此外，在上述[1]或[2]的碳片中，優(yōu)選上述碳片在進(jìn)行充放電處理的情況下，片表面具有數(shù)均直徑為50nm以上且200nm以下的多孔結(jié)構(gòu)。如果在充放電處理后的碳片的表面形成數(shù)均直徑為50nm以上且200nm以下的多孔結(jié)構(gòu)，則能夠進(jìn)一步提高碳片的鋰枝晶的生長(zhǎng)抑制性能。
11、[4]此外，本專利技術(shù)的目的在于有利地解決上述問(wèn)題，本專利技術(shù)的層疊體是間隔件和上述[1]～[3]中任一項(xiàng)所述的碳片的層疊體。本專利技術(shù)的層疊體在用于利用含鋰物質(zhì)的蓄電裝置的情況下，鋰枝晶的生長(zhǎng)抑制性能優(yōu)異。
12、[5]此外，本專利技術(shù)的目的在于有利地解決上述問(wèn)題，本專利技術(shù)的蓄電裝置的特征在于，包含電極和間隔件，上述電極包含含鋰活性物質(zhì)，上述[1]～[3]中任一項(xiàng)所述的碳片介于上述電極和上述間隔件之間。本專利技術(shù)的蓄電裝置的鋰枝晶的生長(zhǎng)抑制性能優(yōu)異。
13、[6]此外，上述[5]所述的本專利技術(shù)的蓄電裝置的特征在于，在充放電后，在上述碳片的表面形成數(shù)均直徑為50nm以上且200nm以下的多孔結(jié)構(gòu)。該蓄電裝置的鋰枝晶的生長(zhǎng)抑制性能優(yōu)異。
14、[7]此外，本專利技術(shù)的目的在于有利地解決上述問(wèn)題，本專利技術(shù)的碳片的制造方法的特征在于，包括：將碳納米管和溶劑的混合物進(jìn)行分散處理而得到碳納米管分散液的工序，上述碳納米管在將測(cè)定氮吸附量而得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行qsdft分析而得到的分布曲線的0.9nm以上且1.1nm以下的細(xì)孔直徑范圍具有0.3cc/g以上的峰，上述分布曲線的縱軸為細(xì)孔容積(dv(logd)[cc/g])、橫軸為細(xì)孔直徑[nm]；以及從上述碳納米管分散液中除去溶劑而將碳片成膜的工序。根據(jù)該碳片的制造方法，能夠高效地制造鋰枝晶的生長(zhǎng)抑制性能優(yōu)異的蓄電裝置。
15、專利技術(shù)效果
16、根據(jù)本專利技術(shù)，能夠提供一種鋰枝晶的生長(zhǎng)抑制性能優(yōu)異的碳片及其制造方法。
17、此外，根據(jù)本專利技術(shù)，能夠提供一種具有鋰枝晶的生長(zhǎng)抑制性能優(yōu)異的碳片的層疊體和蓄電裝置。
本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種碳片，其包含碳納米管，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳片，其中，所述碳納米管含有50質(zhì)量%以上的單壁碳納米管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳片，其中，所述碳片在進(jìn)行充放電處理的情況下，片表面具有數(shù)均直徑為50nm以上且200nm以下的多孔結(jié)構(gòu)。
4.一種層疊體，其為間隔件和權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的碳片的層疊體。
5.一種蓄電裝置，其包含電極和間隔件，所述電極包含含鋰活性物質(zhì)，
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的蓄電裝置，其中，在充放電后，在所述碳片的表面形成數(shù)均直徑為50nm以上且200nm以下的多孔結(jié)構(gòu)。
7.一種碳片的制造方法，所述碳片包含碳納米管，所述制造方法包括：
【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】
1.一種碳片，其包含碳納米管，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳片，其中，所述碳納米管含有50質(zhì)量%以上的單壁碳納米管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳片，其中，所述碳片在進(jìn)行充放電處理的情況下，片表面具有數(shù)均直徑為50nm以上且200nm以下的多孔結(jié)構(gòu)。
4.一種層疊體，其為間隔件和權(quán)利要求1～...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：山岸智子，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：日本瑞翁株式會(huì)社，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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