МАТОЧНАЯ СМЕСЬ УГЛЕРОДНЫХ ПРОВОДЯЩИХ НАПОЛНИТЕЛЕЙ ДЛЯ ЖИДКИХ КОМПОЗИЦИЙ, В ЧАСТНОСТИ В ЛИТИЙ-ИОННЫХ БАТАРЕЯХ

1. Маточная смесь в твердой спрессованной форме, содержащая:
a) углеродные нановолокна, и/или нанотрубки, и/или углеродную сажу, доля которых составляет от 15 до 40 вес.%, предпочтительно от 20 до 35 вес.% от полного веса маточной смеси;
b) по меньшей мере один растворитель;
c) по меньшей мере одно полимерное связующее, которое составляет от 1 до 40 вес.%, предпочтительно от 2 до 30 вес.% от полного веса маточной смеси.
2. Маточная смесь по п.1, отличающаяся тем, что растворитель является органическим растворителем, водой или их смесью в любых пропорциях.
3. Маточная смесь по п.2, отличающаяся тем, что органический растворитель выбран из N-метилпирролидона (NMP), диметилсульфоксида (DMSO), диметилформамида (DMF), кетонов, ацетатов, фуранов, алкилкарбонатов, спиртов и их смесей.
4. Маточная смесь по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что полимерное связующее выбрано из группы, состоящей из полисахаридов, модифицированных полисахаридов, простых полиэфиров, сложных полиэфиров, акриловых полимеров, поликарбонатов, полииминов, полиамидов, полиакриламидов, полиуретанов, полиэпоксидов, полифосфазенов, полисульфонов, галогенированных полимеров, натуральных каучуков, эластомеров, функционализованных или нефункционализованных, в частности эластомеров на основе стирола, бутадиена и/или изопрена, и их смесей.
5. Маточная смесь по п.4, отличающаяся тем, что полимерное связующее выбрано из группы, состоящей из галогенированных полимеров, предпочтительно из фторированных полимеров.
6. Маточная смесь по п.5, отличающаяся тем, что фторполимерное связующее выбрано из:
(i) полимеров, содержащих по меньшей мере 50 мол.% по меньшей мере одного мономера формулы (I):
<mrow><mi>C</mi><mi>F</mi><msub><mi>X</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mi>C</mi><msub><mi>X</mi><mn>2</mn></msub><msub><mi>X</mi><mn>3</mn></msub><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mo stretchy="false">(</mo><mi>I</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
1
2
3
где X, Х и Х независимо означают атом водорода или галогена, (в частности фтор или хлор),
таких, как поливинилиденфторид (PVDF), предпочтительно в форме а, политрифторэтилен (PVF3), политетрафторэтилен (PTFE), сополимеры винилиденфторида с гексафторпропиленом (HFP), или с трифторэтиленом (VF3), или с тетрафторэтиленом (TFE), или с хлортрифторэтиленом (CTFE), сополимеры трифторэтилен/пропилен (FEP), сополимеры этилена с фторэтиленом/пропиленом (FEP), или с тетрафторэтиленом (TFE), или с флортрифторэтиленом (CTFE);
(ii) полимеров, содержащих по меньшей мере 50 моль% по меньшей мере одного мономера формулы (II):
<mrow><mi>R</mi><mo>−</mo><mi>O</mi><mo>−</mo><mi>C</mi><mi>H</mi><mo>−</mo><mi>C</mi><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mo stretchy="false">(</mo><mi>I</mi><mi>I</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
где R означает пергалогенированный алкильный радикал (в частности, перфорированный),
таких, как перфторпропилвиниловый эфир (PPVE), перфторэтилвиниловый эфир (PEVE) и сополимеры этилена с перфторметилвиниловым эфиром (PMVE).
7. Маточная смесь по п.4, отличающаяся тем, что полимерное связующее выбрано из группы, состоящей из модифицированных полисахаридов, предпочтительно из модифицированных целлюлоз, таких, как карбоксиметилцеллюлоза.
8. Маточная смесь по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что она содержит: от 20 до 30 вес.% углеродных нанотрубок, от 2 до 5 вес.% смолы PVDF и от 65 до 75 вес.% NMP.
9. Применение маточной смеси по любому из пп.1-8 для изготовления электрода.
10. Способ получения маточной смеси по любому из пп.1-8, содержащий этапы, на которых:
(a) растворяют порошок полимерного связующего в растворителе, чтобы получить раствор;
(b) смешивают раствор с углеродными нановолокнами, и/или нанотрубками, и/или с углеродной сажей в устройстве компаундирования;
(c) перемешивают упомянутую смесь.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что перемешивание проводят посредством компаундирования с помощью экструдера с двумя шнеками, вращающимися в одну сторону или разные стороны, или с помощью мешалки.
12. Концентрированная маточная смесь, отличающаяся тем, что она получена удалением части или всего растворителя из маточной смеси по любому из п.п.1-8.
13. Концентрированная маточная смесь по п.12, отличающаяся тем, что она содержит от 20 до 98 вес.%, предпочтительно от 25 до 60 вес.%, даже от 40 до 60 вес.% в случае водного растворителя, или от 60 до 95 вес.% в случае органического растворителя углеродных наполнителей, и благоприятно имеет массовое отношение связующее/углеродный наполнитель ниже 2, даже ниже 1,6.
14. Способ изготовления электрода, содержащий следующие этапы, на которых:
a) приготовляют смесь путем диспергирования в растворителе дисперсии маточной смеси по любому из пп.1-8 или 12-13 или полученной способом по любому из пп.10 и 11, содержащей по меньшей мере одно первое связующее и, возможно, по меньшей мере один первый растворитель;
b) приготовляют раствор путем растворения по меньшей мере одного второго полимерного связующего в по меньшей мере одном втором растворителе;
c) добавляют активный электродный материал в раствор;
d) перемешивают продукты, полученные в результате этапов а) и с);
e) осаждают полученную таким образом композицию на подложку, чтобы сформировать пленку;
f) сушат пленку.
15. Электрод, полученный способом по п.14
16. Способ приготовления активного композитного материала для электрода, содержащий этапы, на которых:
a) подготавляют активный электродный материал в виде раствора или водной дисперсии;
b) добавляют и перемешивают маточную смесь по любому из пп.1-8 или 12-13, или полученную способом по любому из пп.10 и 11 причем маточная смесь содержит водорастворимое или диспергируемое в воде связующее, к водному раствору или дисперсии, полученной на этапе (а);
с) отжимают и сушат смесь, полученную на этапе (b).
17. Активный композитный материал для электрода, который получен способом по п.16.
18. Применение маточной смеси по любому из пп.1-8, 12 и 13 для приготовления жидких композиций, содержащих углеродные нановолокна, и/или нанотрубки, и/или углеродную сажу.