用于制备碳纳米管的催化剂及使用其制备的碳纳米管集合体的制作方法

本说明书涉及用于制备碳纳米管的催化剂及使用其制备的碳纳米管集合体。

背景技术：

1、随着人们对环保能源和电动汽车的兴趣和重要性的增加，对二次电池的需求正在迅速增加。高容量的电动汽车用二次电池需要具有高能量密度、长寿命及低自放电率，为了确保这些物理性能，必需开发具有高导电性的导电材料。导电材料用作电池内电荷的移动通道，可以使用如石墨、炭黑、石墨烯、碳纳米管等碳基导电材料，以往主要使用导电炭黑。

2、碳纳米管(carbon nanotube)是具有由一个碳原子与另外三个碳原子结合而成的六角蜂窝状晶格构成的管状结构的材料，由于其优异的导电性，作为下一代二次电池用导电材料受到关注。当碳纳米管用作导电材料时，可以提高二次电池的能量密度和寿命，还可减小电池的尺寸。然而，现有的碳纳米管对于溶剂的溶解性和在溶剂中的分散性差，因此难以用作二次电池的导电材料。

3、为了解决这些问题，进行如使用球磨机、棒式破碎机等进行物理后处理等各种尝试，但随之出现了工作困难和成本增加等新问题。此外，已经开发具有各种金属组分的组合和物理性能的碳纳米管制备用催化剂，但难以实现适合作为高容量二次电池用导电材料的分散性。因此，需要开发具有优异的导电性和分散性并可用作二次电池用导电材料的碳纳米管及用于制备该碳纳米管的催化剂。

技术实现思路

1、技术问题

2、本说明书的记载事项是为了解决上述现有技术的问题的，本说明书的一个目的在于提供一种用于制备具有优异导电性和分散性的碳纳米管的用于制备碳纳米管的催化剂。

3、本说明书的另一个目的在于提供一种具有优异导电性和分散性的二次电池导电材料用碳纳米管集合体。

4、解决问题的方案

5、根据一个方面，提供一种用于制备碳纳米管的催化剂，其包括由下述式1表示的金属组分。

6、<式1>

7、cox:[m1，zr]y:m2z

8、在上述式中，co表示钴、其氧化物或衍生物，m1为选自al、ca、si、ti及mg中的至少一种金属、其氧化物或衍生物，zr表示锆、其氧化物或衍生物，m2为选自w、v、mn及mo中的至少一种金属、其氧化物或衍生物，0.2≤x/y≤2.6，6≤x/z≤13。

9、在一实施例中，上述式中，可以为0.5≤x/y≤2.0且8≤x/z≤9。

10、根据另一方面，提供一种碳纳米管集合体，其包括在上述的用于制备碳纳米管的催化剂上生长的碳纳米管。

11、在一实施例中，上述碳纳米管集合体可包括束状碳纳米管。

12、在一实施例中，上述碳纳米管集合体可包括多壁碳纳米管。

13、在一实施例中，上述碳纳米管的bet比表面积可以为130m2/g至260m2/g。

14、在一实施例中，上述碳纳米管的表观密度可以为0.005g/ml至0.10g/ml。

15、在一实施例中，上述碳纳米管的平均纤维直径可以为3nm至30nm。

16、在一实施例中，上述碳纳米管的平均粉末电阻可以为0.005ω·cm至0.045ω·cm。

17、在一实施例中，上述碳纳米管的拉曼光谱强度比(ig/id)可以为0.5至2.0。

18、在一实施例中，上述碳纳米管的表面电阻可以为100ω/sq至250ω/sq。

19、根据另一方面，提供一种包含上述碳纳米管集合体的二次电池用导电材料。

20、发明的效果

21、根据本说明书的一方面的用于制备碳纳米管的催化剂可以应用于具有优异的导电性和分散性的碳纳米管的合成。

22、另外，根据本说明书的另一方面的碳纳米管集合体具有优异的包括导电性和分散性在内的物理性能，因此当其用作二次电池用导电材料时，可以改善二次电池的容量和寿命特性。

23、本说明书的一个方面的效果并非限定于上述效果，应当理解，包括从本说明书的详细说明或权利要求书中记载的发明的结构中推论出的所有效果。

技术特征：

1.一种用于制备碳纳米管的催化剂，其特征在于，包括由下述式1表示的金属组分：

2.根据权利要求1所述的用于制备碳纳米管的催化剂，其特征在于，在上述式中，0.5≤x/y≤2.0，8≤x/z≤9。

3.一种碳纳米管集合体，其特征在于，包括在权利要求1所述的用于制备碳纳米管的催化剂上生长的碳纳米管。

4.根据权利要求3所述的碳纳米管集合体，其特征在于，

5.根据权利要求3所述的碳纳米管集合体，其特征在于，

6.根据权利要求3所述的碳纳米管集合体，其特征在于，

7.根据权利要求3所述的碳纳米管集合体，其特征在于，

8.根据权利要求3所述的碳纳米管集合体，其特征在于，

9.根据权利要求3所述的碳纳米管集合体，其特征在于，

10.根据权利要求3所述的碳纳米管集合体，其特征在于，

11.根据权利要求3所述的碳纳米管集合体，其特征在于，

12.一种二次电池用导电材料，其特征在于，包括权利要求3所述的碳纳米管集合体。

技术总结本说明书的一实施例提供一种用于制备碳纳米管的催化剂，其包括由下述式1表示的金属组分。<式1>Co<subgt;x</subgt;:[M1，Zr]<subgt;y</subgt;:M2<subgt;z</subgt;。在上述式中，Co表示钴、其氧化物或衍生物，M1为选自Al、Ca、Si、Ti及Mg中的至少一种金属、其氧化物或衍生物，Zr表示锆、其氧化物或衍生物，M2为选自W、V、Mn及Mo中的至少一种金属、其氧化物或衍生物，0.2≤x/y≤2.6，6≤x/z≤13。技术研发人员：郑忠宪,柳相孝,金贤泰,李玩睲,郑明勋,郑宇兰受保护的技术使用者：锦湖石油化学株式会社技术研发日：技术公布日：2024/7/23