[发明专利]通过单一步骤分散来制备碳纳米管改性的电池电极粉末

说明书

本发明涉及一种制备单壁碳纳米管(SWNT)的方法，包括用于制备SWNT在电池电极粉末中的均匀分散体的单一步骤。该方法可以包括提供与混合器流体连通的反应器，其中将含有SWNT的气雾剂从反应器直接传送到含有电池电极粉末的混合器。

技术领域

本发明一般性地涉及一种制造单壁碳纳米管(SWNT)的方法。该方法包括一个用于制备SWNT在电池电极粉末中的均匀分散体的单一步骤。

背景技术

SWNT为用于例如导电和导热的功能材料提供了许多益处。在许多情况中，SWNT被分散在电池电极粉末材料中以制造碳增强的复合材料，相对于相应的非复合材料，其通常具有改进的性能。

然而，现有的分散技术不仅昂贵，而且降低了纳米管的性能，导致纵横比减小并引入了缺陷。这些技术最终需要更多的纳米管负载(以重量百分比计)用以提高性能。另外，现有的技术常常导致SWNT在复合材料中高度附聚。

因此，本领域中需要一种优选地减少SWNT附聚的更有效的用于制备含SWNT的分散体的方法。

发明内容

本发明一般性地涉及制造SWNT的方法，所述SWNT例如可用作复合材料中的添加剂，例如用于电池电极中。特别地，本发明提供了用于制备SWNT在电池电极粉末中的均匀分散体的单一步骤方法。该方法可包括提供与混合器流体连通的反应器，其中将含有SWNT的气雾剂从反应器直接传送到具有电池电极粉末的混合器。

本发明的各方案还涉及SWNT、含SWNT的分散体和包含可通过本文中公开的方法获得的SWNT的复合材料。此外，本发明的各方案还涉及用于制备如本发明中所述的含SWNT的分散体的装置。

附图说明

图1示出了用于制备根据本发明的各方案的含SWNT的分散体的示例性装置。

图2示出了描绘用于制备根据本发明的各方方案的含SWNT的分散体的示例性方法的流程图。

具体实施方式

本发明一般性地涉及制造SWNT的方法，所述SWNT例如可用作复合材料中的添加剂，例如用于电池电极中。具体地，本发明提供了用于制备SWNT在电池电极粉末中的均匀分散体的单一步骤方法。该方法可包括提供与混合器流体连通的反应器，其中将含有SWNT的气雾剂从反应器直接传送到含有电池电极粉末的混合器。

本发明的方法包括提供用于制备SWNT气雾剂的反应器。根据一些方案，该反应器被配置用于与用于制备SWNT的化学气相沉积(CVD)方法一起使用。

该反应器可以与催化剂源和/或催化剂前体源和碳源流体连通。例如，如图1中所示，反应器1可以与源室2流体连通，构造源室2来容纳催化剂和/或催化剂前体和/或碳源。根据一些方案，该反应器可以与一个或多个源室流体连通。例如，催化剂和/或催化剂前体和/或碳源气体可以容纳在不同或相同的源室中。

该方法可以包括将催化剂和/或催化剂前体和碳源注入反应器中。例如，反应器可以设有用于将催化剂和/或催化剂前体从源室注入反应器的第一入口。第一入口可以与例如如图1中所示的液体泵3连通，其可以将催化剂和/或催化剂前体从源室2泵送到反应器1。

如本文中所用的，术语“催化剂”是指引起或加速化学反应的组分，所述化学反应例如为SWNT的合成。催化剂可以包含例如金属。金属的实例包括但不限于过渡金属，镧系金属，锕系金属及其组合。例如，所述催化剂可以包含过渡金属如铬(Cr)、钼(Mo)、钨(W)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、锇(Os)、铱(Ir)、铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)、镉(Cd)、钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铂(Pt)、和/或其组合。