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公開番号2025010480
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-21
出願番号2024058118
出願日2024-03-29
発明の名称多層カーボンナノチューブ集合体、多層カーボンナノチューブ分散液、導電材料、電極、二次電池、平面状集合体、フィルター、電磁波シールド及び極端紫外線用ペリクル
出願人住友化学株式会社
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類C01B 32/158 20170101AFI20250110BHJP(無機化学)
要約【課題】高い導電性を有し、分散媒への分散性が良好な多層カーボンナノチューブ集合体、多層カーボンナノチューブ分散液、導電材料、電極、二次電池、平面状集合体、フィルター、電磁波シールド及び極端紫外線用ペリクルの提供。
【解決手段】最大長さが1000μm～30000μmである多層カーボンナノチューブと、Fe原子と、を含み、集合体全質量に対するFe原子の含有比率が0.5質量%以上10質量%未満である、多層カーボンナノチューブ集合体、多層カーボンナノチューブ分散液、導電材料、電極、二次電池、平面状集合体、フィルター、電磁波シールド及び極端紫外線用ペリクル。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
最大長さが１０００μｍ～３００００μｍである多層カーボンナノチューブと、
Ｆｅ原子と、を含み、
集合体全質量に対するＦｅ原子の含有比率が０．５質量％以上１０質量％未満である、多層カーボンナノチューブ集合体。
続きを表示（約 550 文字）【請求項２】
導電助剤である請求項１に記載の多層カーボンナノチューブ集合体。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の多層カーボンナノチューブ集合体と、分散媒と、を含む、多層カーボンナノチューブ分散液。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の多層カーボンナノチューブ集合体を含む導電材料。
【請求項５】
リチウム電池負極形成用インク組成物である請求項３に記載の多層カーボンナノチューブ分散液。
【請求項６】
電極活物質と、請求項４に記載の導電材料と、を含む電極。
【請求項７】
請求項６に記載の電極を備える二次電池。
【請求項８】
引張強度が１０ＭＰａ～１００ＭＰａの多層カーボンナノチューブと、
Ｆｅ原子と、を含み、
集合体全質量に対するＦｅ原子の含有比率が０．５質量％以上１０質量％未満である、多層カーボンナノチューブ集合体。
【請求項９】
請求項１、請求項２又は請求項８に記載の多層カーボンナノチューブ集合体を含む平面状集合体。
【請求項１０】
請求項９に記載の平面状集合体を用いたフィルター。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、多層カーボンナノチューブ集合体、多層カーボンナノチューブ分散液、導電材料、電極、二次電池、平面状集合体、フィルター、電磁波シールド及び極端紫外線用ペリクルに関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
カーボンナノチューブは機械的特性及び電子的特性が良好であり、種々の用途への使用が期待されている。
カーボンナノチューブ（以下、「ＣＮＴ」と称する場合がある）としては、数μｍ～数十μｍの長さの単層カーボンナノチューブ（以下、「ＳＷＣＮＴ」と称する場合がある）及び多層カーボンナノチューブ（以下、「ＭＷＣＮＴ」と称する場合がある）が知られている。
ＳＷＣＮＴは、単層のグラフェンから形成される継ぎ目のない円筒状チューブであり、かつ、高比表面積であるため、高電導性が期待できることから、導電助剤として注目されている。
一方、ＭＷＣＮＴは、同心円筒状のチューブが複数層重なり合って構成されている。層数が多いものだと、数十層からなるＭＷＣＮＴもある。
ＭＷＣＮＴは、円筒状チューブの直径がＳＷＣＮＴよりも大きく、比表面積はＳＷＣＮＴよりも小さいため、ＳＷＣＮＴに比較して取り扱い性はやや良好ではあるが、ＳＷＣＮＴほどの高導電性を達成するのは困難であるという問題がある。
また、数μｍ～数十μｍの長さのＣＮＴは、粉体状であり、主成分が炭素質であるため、基本的には取り扱いが困難であり、且つ、ＣＮＴの分散媒への分散性が問題となっている。
【０００３】
近年、より長いＣＮＴ、具体的には、数ｍｍ単位の長さの長繊維ＭＷＣＮＴが注目されている。長繊維ＭＷＣＮＴは、低比表面積ではあるが、長さが長いために、短いＭＷＣＮＴよりも高導電性が期待されている。また、粉体状のＣＮＴに比較して、取り扱いが容易である。
長繊維ＭＷＣＮＴは、従来、製造が困難であったところ、近年、生産技術の検討がなされ、より容易な入手が期待されている。
【０００４】
例えば、複数のＣＮＴを長手方向に配向させて集め、長尺化されたＣＮＴ集合線又はＣＮＴ集合線バンドルを得る方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の技術によれば、ＣＮＴ集合線の長さを１０ｃｍ以上とし得ることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開第２０２０／１３８３７９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の技術により得られたＣＮＴ集合体は、ＣＮＴ繊維が配向してなる長繊維の集合体を含む。特許文献１には、ＣＮＴの応用に重要な分散媒への分散性に関する着目はない。
【０００７】
本開示の一実施形態が解決しようとする課題は、高い導電性を有し、分散媒への分散性が良好な多層カーボンナノチューブ集合体、多層カーボンナノチューブ集合体を含む導電材料、電極、二次電池、及び、平面状集合体を提供することである。
本開示の別の実施形態が解決しようとする課題は、高い導電性を有する多層カーボンナノチューブ集合体を含む多層カーボンナノチューブ分散液を提供することである。
本開示の更に別の実施形態が解決しようとする課題は、多層カーボンナノチューブ粉末を含む平面状集合体、平面状集合体を用いたフィルター、電磁波シールド及び極端紫外線用ペリクルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
＜１＞最大長さが１０００μｍ～３００００μｍである多層カーボンナノチューブと、Ｆｅ原子と、を含み、集合体全質量に対するＦｅ原子の含有比率が０．５質量％以上１０質量％未満である、多層カーボンナノチューブ集合体。
＜２＞導電助剤である＜１＞に記載の多層カーボンナノチューブ集合体。
＜３＞＜１＞又は＜２＞に記載の多層カーボンナノチューブ集合体と、分散媒と、を含む、多層カーボンナノチューブ分散液。
＜４＞＜１＞又は＜２＞に記載の多層カーボンナノチューブ集合体を含む導電材料。
＜５＞リチウム電池負極形成用インク組成物である＜３＞に記載の多層カーボンナノチューブ分散液。
＜６＞電極活物質と、＜４＞に記載の導電材料と、を含む電極。
＜７＞＜６＞に記載の電極を備える二次電池。
＜８＞引張強度が１０ＭＰａ～１００ＭＰａの多層カーボンナノチューブと、Ｆｅ原子と、を含み、集合体全質量に対するＦｅ原子の含有比率が０．５質量％以上１０質量％未満である、多層カーボンナノチューブ集合体。
＜９＞＜１＞、＜２＞又は＜８＞に記載の多層カーボンナノチューブ集合体を含む平面状集合体。
＜１０＞＜９＞に記載の平面状集合体を用いたフィルター。
＜１１＞＜９＞に記載の平面状集合体を用いた電磁波シールド。
＜１２＞＜９＞に記載の平面状集合体を用いた極端紫外線用ペリクル。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の一実施形態によれば、高い導電性を有し、分散媒への分散性が良好な多層カーボンナノチューブ集合体、多層カーボンナノチューブ集合体を含む導電材料、電極、二次電池、及び、平面状集合体を提供することができる。
本開示の別の実施形態によれば、高い導電性を有する多層カーボンナノチューブ集合体を含む多層カーボンナノチューブ分散液を提供することができる。
本開示の更に別の実施形態によれば、多層カーボンナノチューブ粉末を含む平面状集合体、平面状集合体を用いたフィルター、電磁波シールド及び極端紫外線用ペリクルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本開示の多層カーボンナノチューブ集合体の一態様を示す走査型電子顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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