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公開番号2024061680
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-07
出願番号2023181173
出願日2023-10-20
発明の名称小直径炭素ナノチューブの製造方法およびそれにより製造された炭素ナノチューブ
出願人コリアクンホペトロケミカルカンパニーリミテッド,Korea Kumho Petrochemical Co.,Ltd.
代理人IBC一番町弁理士法人
主分類C01B 32/162 20170101AFI20240425BHJP(無機化学)
要約【課題】小直径炭素ナノチューブを高い純度で合成することができる炭素ナノチューブの製造方法を提供すること。
【解決手段】一実施例として(a)触媒を化学気相蒸着反応器に投入する段階;および(b)炭素源ガスを注入して炭素ナノチューブを合成する段階;を含み、前記触媒の投入量および前記炭素源ガスの流量は下記の式1を満足する、炭素ナノチューブの製造方法を提供する。
[式1]
0.1L/g・min≦a/b≦1.1L/g・min
前記式1で、aは前記炭素源ガスの流量(L/min)であり、bは前記触媒の投入量(g)である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
（ａ）触媒を化学気相蒸着反応器に投入する段階；および
（ｂ）炭素源ガスを注入して炭素ナノチューブを合成する段階；を含み、
前記触媒の投入量および前記炭素源ガスの流量は下記の式１を満足する、炭素ナノチューブの製造方法：
［式１］
０．１Ｌ／ｇ・ｍｉｎ≦ａ／ｂ≦１．１Ｌ／ｇ・ｍｉｎ
前記式１で、ａは前記炭素源ガスの流量（Ｌ／ｍｉｎ）であり、ｂは前記触媒の投入量（ｇ）である。
続きを表示（約 740 文字）【請求項２】
前記触媒は主触媒および支持体を含み、
前記支持体対比前記主触媒のモル分率は０．０１～０．５である、請求項１に記載の炭素ナノチューブの製造方法。
【請求項３】
前記触媒はｉ）Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉおよびこれらの組み合わせからなる群から選択された一つの主触媒；ii）Ａｌ、Ｃａ、Ｍｇおよびこれらの組み合わせからなる群から選択された一つの支持体；およびiii）Ｖ、Ｍｎ、Ｍｏおよびこれらの組み合わせからなる群から選択された一つの助触媒；を含む、請求項１に記載の炭素ナノチューブの製造方法。
【請求項４】
前記炭素源ガスは炭素数１～４の飽和または不飽和炭化水素、一酸化炭素およびこれらのうち２以上の混合物からなる群から選択された一つを含む、請求項１に記載の炭素ナノチューブの製造方法。
【請求項５】
請求項１～請求項４のいずれか一項に記載された方法で製造された、炭素ナノチューブ。
【請求項６】
前記炭素ナノチューブの直径は７～１２ｎｍである、請求項５に記載の炭素ナノチューブ。
【請求項７】
前記炭素ナノチューブの純度は９０％以上である、請求項５に記載の炭素ナノチューブ。
【請求項８】
前記炭素ナノチューブのバンドルの長さは５０～２００μｍである、請求項５に記載の炭素ナノチューブ。
【請求項９】
前記炭素ナノチューブのＢＥＴ比表面積は２５０～４００ｍ
２
／ｇである、請求項５に記載の炭素ナノチューブ。
【請求項１０】
前記炭素ナノチューブの見掛け密度は０．００５～０．５ｇ／ｍｌである、請求項５に記載の炭素ナノチューブ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書は小直径炭素ナノチューブの製造方法およびそれにより製造された炭素ナノチューブに関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
環境に優しいエネルギーおよび電気自動車に対する関心と需要が増加するにつれて、二次電池の需要および性能改善の必要性が急激に増加している。特に、電気自動車用二次電池はエネルギー密度が高く、寿命が長く、自己放電率が低い高容量二次電池であることが要求され、このような物性を確保するためには電気伝導性が高い導電材の開発が必須である。
【０００３】
導電材は電池内電荷の移動通路の役割をするもので、炭素系列の導電性物質、例えば黒鉛、カーボンブラック、グラフェン、炭素ナノチューブなどが使われ得、既存には主に導電性カーボンブラックを使っていた。
【０００４】
炭素ナノチューブ（ｃａｒｂｏｎｎａｎｏｔｕｂｅ）は炭素原子が互いに連結されて六角形のハニカム形の格子をなすチューブ状構造の素材で、優秀な電気伝導性によって二次電池用次世代導電材として脚光を浴びている。炭素ナノチューブを導電材として使う場合、二次電池のエネルギー密度および寿命特性を向上させることができ、電池の大きさを減らすことができる。
【０００５】
一方、炭素ナノチューブは直径が小さいほど優秀な電気伝導性を示すため、小直径の炭素ナノチューブを二次電池用導電材として使う場合、二次電池の容量および寿命特性をさらに向上させることができる。したがって、既存対比減少した直径を有する炭素ナノチューブを高い純度で合成できる製造技術の開発が要求されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本明細書の記載事項は前述した従来技術の問題点を解決するためのもので、本明細書の一目的は、小直径炭素ナノチューブを高い純度で合成することができる炭素ナノチューブの製造方法を提供することである。
【０００７】
本明細書の他の一目的は、電気伝導性が優秀な小直径炭素ナノチューブを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一側面によると、（ａ）触媒を化学気相蒸着反応器に投入する段階；および（ｂ）炭素源ガスを注入して炭素ナノチューブを合成する段階；を含み、前記触媒の投入量および前記炭素源ガスの流量は下記の式１を満足する、炭素ナノチューブの製造方法を提供する。
【０００９】
［式１］
０．１Ｌ／ｇ・ｍｉｎ≦ａ／ｂ≦１．１Ｌ／ｇ・ｍｉｎ
前記式１で、ａは前記炭素源ガスの流量（Ｌ／ｍｉｎ）であり、ｂは前記触媒の投入量（ｇ）である。
【００１０】
一実施例において、前記触媒は主触媒および支持体を含み、前記支持体対比前記主触媒のモル分率は０．０１～０．５であり得る。
（【００１１】以降は省略されています）

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