CN109261042B - 形成均匀的纳米碳管导电浆料的方法及所应用的工艺装置 - Google Patents
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Abstract
一种形成均匀的纳米碳管导电浆料的方法及所应用的工艺装置,将分散剂与NMP加入一行星式搅拌器中,并进行混合及搅拌的作业;然后将中型纳米碳管加入该行星式搅拌器中继续进行混合及搅拌的作业;其中该中型纳米碳管的长度介于5µm到10µm之间而直径为10nm到12nm之间;然后依序加入石墨烯及导电碳球于该行星式搅拌器中,因此形成导电浆料。接着将上述的导电浆料馈送到一搅拌研磨机构,其中该搅拌研磨机构包括另一行星式搅拌器及与该另一行星式搅拌器相串联的一湿式研磨器;该导电浆料先灌注入该另一行星式搅拌器之后由循环传送机构让该导电浆料在该另一行星式搅拌器及该湿式研磨器之间循环流动。
Description
技术领域
本发明涉及纳米碳管导电浆料的制造领域,尤其涉及一种形成均匀的纳米碳管导电浆料的方法及所应用的工艺装置。
背景技术
电池主要是由正极及负极置于电解液中所形成。其中正极是将为数众多的正极导电单元(正极材,如钴酸锂)混拌分散于浆料中。一般而言正极导电单元必须先与导电浆料混拌后方能应用于电极片上,并组装成电池。因此众多的正极导电单元(正极材)其彼此间是通过导电浆料所连接,因此导电浆料必须具有助导性或是导电性,方能使自由电子能在不同的正极导电单元中迁移且不必因内电阻而消耗过多能量,而达到有效的导电目的。因此制造浆料时必须考虑到使用特定导电材调节浆料的导电性。
自从纳米碳管被开发以来,人类即发现纳米碳管为一种功能极为强大的材料,在机械工程、物理能源及生物科技上也大量地使用,达到许多实用上的目的。现有技术中已有使用纳米碳管作为正极的导电浆料。
在现有技术中型纳米碳管浆料的制作多使用单一长度或是管径的纳米碳管。在长度与管径上为单一平均数值,且其长度多以1~5µm的碳管制作,且纯度也是一大须克服的问题点。以短纳米碳管制作的正极浆料,理论上较无法像长碳一样能跨越较多个正极导电单元,因此自由电子需跨越较多个导电系数差异接口使得因电阻所消耗的能量较多而影响正极极片的内电阻,降低电池表现。
有鉴于上述议题,本发明人基于长久对于纳米碳管的研究及开发,发明人的研发团队具备纳米碳管的生长技术,已将纳米碳管的相关技术多方利用于触控面板、生医敷材与功能性纺织,而这些研发成果也得到了相对应的专利也或是申请中专利,如专利CN1483668A。在所知的范围内,已将纳米碳管结合其于纳米材或是不同物性的纳米碳管应用在正极导电浆料中。因此发明人团队在理解其纳米碳管材料优势后将含不同形式的纳米碳管的纳米碳管浆料应用在正极的导电浆料。但纳米碳管浆料在工艺上还有相当多的问题必须突破。
发明人主要的贡献是应用长度较长的纳米碳管于导电浆料中。一般纳米碳管本身为高分子聚合物且纳米碳管上的苯环彼此之间又有凡得瓦尔力,所以会聚集成团块的结构,而沉淀到溶液的底部,使整体导电浆料的导电性无法发挥。尤其是当纳米碳管的长度越长,直径越小时,此种问题愈形严重。因此必须有有效的方法将团状的纳米碳管分散,而且均匀分布到整个导电浆料区域,才能产生有效的作用。
故本发明希望提出一种崭新的形成均匀的纳米碳管导电浆料的方法及所应用的工艺装置,以解决上述现有技术上的缺陷。
发明内容
所以,本发明的目的在于解决上述现有技术上的问题,本发明中提出一种形成均匀的纳米碳管导电浆料的方法及所应用的工艺装置,应用行星式搅拌器将中型纳米碳管与分散剂、导电碳球及NMP混合形成导电浆料。该行星式搅拌器中的公转式搅拌器,用于将该导电浆料作大路径的搅拌,以使得该导电浆料在该内桶内部形成较大区域的位移。该行星式搅拌器中的自转式搅拌器用于将该导电浆料作局部的充分搅拌,主要是由块状体沿着自身的轴线作自转,而使得在该自转式搅拌器周围的该导电浆料形成涡流。当浆料从行星式搅拌器传送至一湿式研磨机后,通过湿式研磨机的研磨珠体会撞击内部的导电浆料而将该导电浆料中的纳米碳管充分打散,原来团聚在一起的纳米碳管,会因为该研磨珠体的撞击而被打散。且经过该行星式搅拌器及该湿式研磨机来回搅拌撞击,一方面使得中型纳米碳管不会形成聚集的结构,有效的分散在该导电浆料中,而且整体导电浆料形成均匀的结构,所以其物性及化性可以相当的均匀。
为达到上述目的,本发明中提出一种形成均匀的纳米碳管导电浆料的方法,包括下列步骤:第一工艺为预混拌工艺,包括步骤为:步骤A:将分散剂与NMP(N-Methyl-2-pyrrolidone,N-甲基吡咯烷酮)加入一第一行星式搅拌器中,并进行混合及搅拌的作业;其中该NMP作为溶剂之用;步骤B:然后将中型纳米碳管加入该第一行星式搅拌器中继续进行混合及搅拌的作业;其中该中型纳米碳管的长度介于5µm到10µm之间,而直径为10nm到12nm之间;步骤C:然后将石墨烯(graphene)加入该第一行星式搅拌器中继续进行混合及搅拌的作业;步骤D:然后将导电碳球(如Super P)加入该第一行星式搅拌器中继续进行混合及搅拌的作业;所以该第一行星式搅拌器的该内桶内的该分散剂、该NMP、该中型纳米碳管、该石墨烯及该导电碳球形成导电浆料;第二工艺为研磨搅拌工艺,包括步骤为:步骤E:将上述第一工艺所混合及搅拌的该导电浆料馈送到一搅拌研磨机构,其中该搅拌研磨机构包括一第二行星式搅拌器及与该第二行星式搅拌器相串联的一湿式研磨器;该导电浆料先灌注入该第二行星式搅拌器之后由循环传送机构让该导电浆料在该第二行星式搅拌器及该湿式研磨器之间循环流动;该导电浆料在该第二行星式搅拌器及该湿式研磨器之间来回流动。
其中,该第一行星式搅拌器及该第二行星式搅拌器均包括:
一内桶,用于放置导电浆料,并搅拌该导电浆料;
一外桶,容纳该内桶,该外桶及该内桶之间配置有冷却水,以冷却该内桶内部的该导电浆料;
一公转式搅拌器,配置于该内桶内,并外接驱动机构,该公转式搅拌器用于将该导电浆料作大路径的搅拌,以使得该导电浆料在该内桶内部形成较大区域的位移;该公转式搅拌器为一呈U形或V形的框架,并在该框架的侧边配置多个刀片的结构;
一自转式搅拌器,用于将该导电浆料做局部的充分搅拌,主要是由块状体沿着自身的轴线作自转,而使得在该自转式搅拌器周围的该导电浆料形成涡流;该自转式搅拌器为两个转球,各转球分别由一悬铁柱悬吊,再通过驱动机构加以驱动;转动时各转球绕着通过其自身球心的轴线转动,而对该导电浆料形成涡流。
其中,该湿式研磨器包括:
一研磨桶,该研磨桶内配置有该导电浆料;
一珠磨搅拌器,配置在该研磨桶内部,用于将该导电浆料充分的搅拌;
多个研磨珠体,配置在该研磨桶内部,当珠磨搅拌器搅拌时,该研磨珠体会撞击内部的该导电浆料而将该导电浆料中的纳米碳管充分打散;
一过滤器,用于将该研磨桶中的该导电浆料过滤后得到均匀的该导电浆料再往外输送。
其中,在该步骤A中,混合及搅拌的时间为15到20分钟;该第一行星式搅拌器的该公转式搅拌器的公转频率为40rpm,该第一行星式搅拌器的该自转式搅拌器为两颗转球,其自转频率为200 rpm,该两颗转球为同向旋转。
其中,该分散剂占该导电浆料的比例在0.8%~1.2%重量百分比之间;该分散剂主要用于将该中型纳米碳管撑开,而不会聚集成一团,甚或下沉到底部,而使得该中型纳米碳管可以在该导电浆料中呈均匀的分布;该分散剂包括高分子分散剂及低分子分散剂;其中该高分子分散剂与低分子分散剂的比例为7:3。
其中,该高分子分散剂为PVP;其中低分子分散剂为苯磺酸盐类、溴化铵盐类及采酮。
其中,该苯磺酸盐类为任一种苯磺酸盐类。
其中,该溴化铵盐类为CTAB。
其中,该中型纳米碳管占该导电浆料的比例在1%~5%重量百分比之间。
其中,在该步骤B中,混合及搅拌的时间为30到60分钟,其中该第一行星式搅拌器的该公转式搅拌器的公转频率为40 rpm,该第一行星式搅拌器的该自转式搅拌器为两颗转球,其自转频率为1200 rpm,该两颗转球为反向旋转。
其中,在该步骤C中,混合及搅拌的时间为30到60分钟,其中该第一行星式搅拌器的该公转式搅拌器的公转频率为40 rpm,该第一行星式搅拌器的该自转式搅拌器为两颗转球,其自转频率为800 rpm,该两颗转球为反向旋转。
其中,该石墨烯占该导电浆料的比例在0.2%~1.2%重量百分比之间;该石墨烯包括两种型态,一种为具有二至四层的结构的石墨烯,其占该导电浆料的比例大于0%重量百分比;另一种则为具有四至八层的结构的石墨烯,其占该导电浆料的比例大于0%重量百分比,两种的组合占该导电浆料的比例在0.2%~1.2%重量百分比之间。
其中,该第一工艺中的各步骤作用的温度在20到30℃之间。
其中,在该步骤E中,其中该珠磨搅拌器的转速为2000到3000rpm,操作温度小于35℃。
本发明还提出一种形成均匀的纳米碳管导电浆料的搅拌研磨机构,将一行星式搅拌器串联一湿式研磨器,其中该导电浆料先灌注入该行星式搅拌器之后由循环传送机构让该导电浆料在该行星式搅拌器及该湿式研磨器之间循环流动;该导电浆料在该行星式搅拌器及该湿式研磨器之间来回流动,应用不同的搅拌及撞击方式以达到该导电浆料中的纳米碳管的充分分散的效用; 其中该导电浆料先在该第二行星式搅拌器适当的搅拌后,再送入该湿式研磨器,由于该珠磨搅拌器的转动,该湿式研磨器内的研磨珠体撞击内部的该导电浆料而将该导电浆料中的纳米碳管充分打散,原来团聚在一起的纳米碳管,因为该研磨珠体的撞击而被打散;该导电浆料必须在该行星式搅拌器及该湿式研磨器之间来回流动,应用不同的搅拌及撞击方式以达到该导电浆料中的纳米碳管的充分分散的效用。
其中,该研磨珠体以氧化锆制作而成。
其中,该研磨珠体的尺寸介于0.5mm到1.3mm之间。
其中,该行星式搅拌器包括一公转式搅拌器,该公转式搅拌器为一呈U形或V形的框架,并在该框架的侧边配置多个刀片的结构;搅拌时该公转式搅拌器沿着该框架的轴线转动,而使得该导电浆料形成较大路径的位移; 以及
一内桶,用于放置导电浆料并搅拌该导电浆料;以及一公转式搅拌器,配置于该内桶内;其中该公转式搅拌器转动时所扫出的体积超过该内桶容积的一半。
其中,该行星式搅拌器包括一自转式搅拌器,该自转式搅拌器为至少一转球,各转球分别由一悬铁柱悬吊,再通过驱动机构加以驱动;转动时该转球绕着通过其自身球心的轴线转动,而对该导电浆料形成涡流。
其中,该自转式搅拌器为多个转球,各个转球具有相同或不同的旋转方向。
附图说明
图1为本发明的行星式搅拌器的示意图。
图2为本发明的湿式研磨器的示意图。
图3为本发明的搅拌研磨机构的示意图。
图4为本发明的第一行星式搅拌器、第二行星式搅拌器及湿式研磨器的连接示意图。
图5为本发明的方法步骤流程图。
附图标记说明
1-搅拌研磨机构
10-行星式搅拌器
11-内桶
12-外桶
20-公转式搅拌器
25-框架
30-自转式搅拌器
35-转球
40-湿式研磨器
41-研磨桶
42-过滤器
50-珠磨搅拌器
60-研磨珠体
70-循环传送机构
100-冷却水
101-第一行星式搅拌器
102-第二行星式搅拌器
201-驱动机构
202-驱动机构
203-驱动机构
251-刀片
351-悬铁柱。
具体实施方式
由下文的说明可更进一步了解本发明的特征及其优点,阅读时并请参考附图。
现就本发明的结构组成,及所能产生的功效与优点,配合附图,列举本发明的一较佳实施例详细说明如下。
请参考图1至图4所示,为本发明的形成均匀的纳米碳管导电浆料的方法及所应用的工艺装置,包括下列组件:
一行星式搅拌器10,主要用于搅拌导电浆料,让该导电浆料内的各个成分可以均匀混合,尤其是可以将纳米碳管与分散剂充分混合,不会使纳米碳管聚积成块状结构。
如图1所示,该行星式搅拌器10主要包括:
一内桶11,用于放置该导电浆料,并搅拌该导电浆料。
一外桶12,容纳该内桶11,该外桶12及该内桶11之间配置有冷却水100,以冷却该内桶11内部的该导电浆料,冷却水100可外接循环冷却系统(为熟知的现有技术,不赘述其细部结构),以达到冷却水100循环及热交换的效果。
一公转式搅拌器20,配置于该内桶11内,并外接驱动机构201,该公转式搅拌器20用于将该导电浆料作大路径的搅拌,以使得该导电浆料在该内桶11内部形成较大区域的位移。其中该公转式搅拌器20为一近似U形或V形的框架25,并在该框架25的侧边配置多个刀片251的结构。搅拌时该公转式搅拌器20沿着该框架25的轴线转动,而使得该导电浆料形成较大路径的位移。较佳的,该公转式搅拌器20转动时所扫出的体积超过该内桶11容积的一半。
一自转式搅拌器30,用于将该导电浆料做局部的充分搅拌,主要是由块状体沿着自身的轴线作自转,而使得在该自转式搅拌器30周围的该导电浆料形成涡流。本发明中该自转式搅拌器30为一转球35,并由一悬铁柱351悬吊,再通过驱动机构202加以驱动。转动时该转球35绕着通过其球心的轴线转动,而对该导电浆料形成涡流。
本发明中该自转式搅拌器30所配置的转球35可为多个,各个转球35分别通过一悬铁柱351悬吊,各个转球35的旋转方向可相同或不同。在图中以两个转球35作为说明。
本发明中自转的目的在于使得该导电浆料形成局部性的涡流,主要是将团聚的纳米碳管打散。公转的目的在于使得该内桶11的该导电浆料形成大位移的对流,而使得整体该导电浆料可以均匀分布。所以利用公转及自转充分的将该导电浆料完全融合。
一湿式研磨器40,如图2所示,包括:
一研磨桶41,该研磨桶41内配置有该导电浆料
一珠磨搅拌器50,配置在该研磨桶41内部,用于将该导电浆料充分的搅拌。
多个研磨珠体60,配置在该研磨桶41内部,当珠磨搅拌器50搅拌时,该研磨珠体60会撞击内部的该导电浆料而将该导电浆料中的纳米碳管充分打散,原来团聚在一起的纳米碳管,会因为该研磨珠体60的撞击而被打散。较佳的,该研磨珠体60的尺寸介于0.5mm到1.3mm之间,且该研磨珠体60以氧化锆制作而成。
一过滤器42,用于将该研磨桶41中的该导电浆料过滤后得到均匀的该导电浆料再往外输送。本发明中该过滤器42配置在该研磨桶41的前端,将该导电浆料挤压过该过滤器42后再由该研磨桶41的一端往外传送。
如图3所示,本发明中用于形成均匀的纳米碳管导电浆料的搅拌研磨机构1将该行星式搅拌器10串联该湿式研磨器40,该导电浆料先灌注入该行星式搅拌器10之后由循环传送机构70让该导电浆料在该行星式搅拌器10及该湿式研磨器40之间循环流动。一般该行星式搅拌器10的容积远大于该湿式研磨器40的容积,该导电浆料必须在该行星式搅拌器10及该湿式研磨器40之间来回流动,应用不同的搅拌及撞击方式以达到该导电浆料中的纳米碳管的充分分散的效用。该循环传送机构70可通过一驱动机构203驱动。该循环传送机构70为一般所熟知的机构,所以在文中并不说明其细部,附图所显示的仅为示意图。
如图5所示,本发明中形成均匀的纳米碳管导电浆料的方法步骤说明如下:
第一工艺为预混拌工艺:
将分散剂与NMP(N-Methyl-2-pyrrolidone,N-甲基吡咯烷酮)加入一第一行星式搅拌器101中(如图4所示),并进行混合及搅拌的作业(步骤801),其时间约15到20分钟。其中该NMP作为溶剂之用。其中该第一行星式搅拌器101的结构同于上述的行星式搅拌器10。
其中该第一行星式搅拌器101的该公转式搅拌器20的公转频率为40rpm(rotationper minute),该第一行星式搅拌器101的该自转式搅拌器30为两颗转球35,其自转频率为200 rpm,两颗转球35为同向旋转。
然后将中型纳米碳管加入该第一行星式搅拌器101中继续进行混合及搅拌的作业(步骤802),其时间约30到60分钟,其中该第一行星式搅拌器101的该公转式搅拌器20的公转频率为40 rpm,该第一行星式搅拌器101的该自转式搅拌器30为两颗转球35,其自转频率为1200 rpm,两颗转球35为反向旋转。
然后将石墨烯(graphene)加入该第一行星式搅拌器101中继续进行混合及搅拌的作业(步骤803),其时间约30到60分钟,其中该第一行星式搅拌器101的该公转式搅拌器20的公转频率为40 rpm,该第一行星式搅拌器101的该自转式搅拌器30为两颗转球35,其自转频率为800 rpm,两颗转球35为反向旋转。
然后将导电碳球(如Super P)加入该第一行星式搅拌器101中继续进行混合及搅拌的作业,其时间约30到40分钟。所以该第一行星式搅拌器101的该内桶11内的该分散剂、该NMP、该中型纳米碳管、该石墨烯及该导电碳球形成导电浆料(步骤804)。其中该第一行星式搅拌器101的该公转式搅拌器20的公转频率为40 rpm,该第一行星式搅拌器101的该自转式搅拌器30为两颗转球35,其自转频率为600 rpm,两颗转球35为反向旋转。
上述第一工艺中的各步骤作用的温度在20到30℃之间。
其中,该分散剂占整个导电浆料的比例约在0.8%~1.2%重量百分比之间;该分散剂主要用于将该中型纳米碳管撑开,而不会聚集成一团,甚或下沉到底部,而使得该中型纳米碳管可以在该导电浆料中呈均匀的分布。该分散剂可包括高分子分散剂及低分子分散剂。其中该高分子分散剂与低分子分散剂的比例为7:3。
其中该高分子分散剂如PVP(Polyvinylpyrrolidone,聚乙烯吡咯烷酮)。其中低分子分散剂如苯磺酸盐类、溴化铵盐类及采酮(TritonX-100);该苯磺酸盐类为任一种苯磺酸盐类均可达到本发明的效果;其中该溴化铵盐类可以如CTAB (cetyltrimethylammoniumbromide,溴化十六烷基三甲铵)。其中PVP、苯磺酸盐类、溴化铵盐类及采酮的比例为7:2:0.5:0.5。
其中该中型纳米碳管占整个该导电浆料的比例约在1%~5%重量百分比之间;其中该中型纳米碳管的长度介于5µm到10µm之间,而直径约为10nm到12nm之间。
其中该石墨烯占整个该导电浆料的比例约在0.2%~1.2%重量百分比之间;该石墨烯包括两种型态,一种为具有二至四层的结构的石墨烯,其占整个该导电浆料的比例大于0%重量百分比;另一种则为具有四至八层的结构的石墨烯,其占整个该导电浆料的比例大于0%重量百分比,两种的组合占整个该导电浆料的比例约在0.2%~1.2%重量百分比之间。
其中,该导电碳球占整个该导电浆料的比例约在0%~1.5%重量百分比之间。
第二工艺为研磨搅拌工艺,将上述第一工艺所混合及搅拌的该导电浆料馈送到一搅拌研磨机构1(如图4所示),该搅拌研磨机构1包括一第二行星式搅拌器102及相串联的该湿式研磨器40。该导电浆料先灌注入该第二行星式搅拌器102之后由循环传送机构70让该导电浆料在该第二行星式搅拌器102及该湿式研磨器40之间循环流动(步骤805)。其中该第二行星式搅拌器102的结构同于上述的行星式搅拌器10。
其中,该导电浆料先在该第二行星式搅拌器102适当的搅拌后,再送入该湿式研磨器40,由于该珠磨搅拌器50的转动,该研磨珠体60会撞击内部的该导电浆料而将该导电浆料中的中型纳米碳管充分打散,原来团聚在一起的纳米碳管,会因为该研磨珠体60的撞击而被打散,经过充分的搅拌撞击,原来中型纳米碳管团聚在一起所形成的团聚体的直径可到小于100µm。该导电浆料必须在该第二行星式搅拌器102及该湿式研磨器40之间来回流动,应用不同的搅拌及撞击方式以达到该导电浆料中的纳米碳管的充分分散的效用。
在本发明中该珠磨搅拌器50的转速为2000到3000rpm。操作温度小于35℃。
本发明应用上述的两个工艺即可达到所需的均匀度。
第三工艺为储料混拌工艺,将上述所得到的该导电浆料取出后,测量其黏度以决定该导电浆料是否符合所需要的黏度,然后再封装以作为商品买卖之用。其中黏度的要求为在2rpm下黏度可以达到8000到12000cps(步骤806)。
本发明中应用上述工艺可以将中型纳米碳管与分散剂、导电碳球及NMP混合,该行星式搅拌器中的公转式搅拌器,用于将该导电浆料作大路径的搅拌,以使得该导电浆料在该内桶内部形成较大区域的位移。该行星式搅拌器中的自转式搅拌器用于将该导电浆料作局部的充分搅拌,主要是由块状体沿着自身的轴线作自转,而使得在该自转式搅拌器周围的该导电浆料形成涡流。该湿式研磨器的研磨珠体会撞击内部的导电浆料而将该导电浆料中的纳米碳管充分打散,原来团聚在一起的纳米碳管,会因为该研磨珠体的撞击而被打散。
经过该行星式搅拌器及该湿式研磨机来回搅拌撞击,一方面使得中型纳米碳管不会形成聚集的结构,有效的分散在该导电浆料中,而且整体该导电浆料形成均匀的结构,所以其物性及化性可以相当的均匀。
综上所述,本发明人性化的体贴设计,相当符合实际需求。其具体改进现有技术的缺陷,相较于现有技术明显具有突破性的进步优点,确实具有功效的增进,且非易于达成。本发明未曾公开或揭露于国内与国外的文献与市场上,已符合专利法的规定。
上述详细说明是针对本发明的一可行实施例的具体说明,但该实施例并非用以限制本发明的保护范围,凡未脱离本发明技艺精神所为的等效实施或变更,均应包含于本发明的保护范围中。
Claims (19)
1.一种形成均匀的纳米碳管导电浆料的方法,其特征在于,包括下列步骤:
第一工艺为预混拌工艺,包括步骤为:
步骤A:将分散剂与NMP加入一第一行星式搅拌器中,并进行混合及搅拌的作业;其中该NMP作为溶剂之用;
步骤B:然后将中型纳米碳管加入该第一行星式搅拌器中继续进行混合及搅拌的作业;其中该中型纳米碳管的长度介于5μm到10μm之间,而直径为10nm到12nm之间;
步骤C:然后将石墨烯加入该第一行星式搅拌器中继续进行混合及搅拌的作业;
步骤D:然后将导电碳球加入该第一行星式搅拌器中继续进行混合及搅拌的作业;所以该第一行星式搅拌器的内桶内的该分散剂、该NMP、该中型纳米碳管、该石墨烯及该导电碳球形成导电浆料;
第二工艺为研磨搅拌工艺,包括步骤为:
步骤E:将上述第一工艺所混合及搅拌的该导电浆料馈送到一搅拌研磨机构,其中该搅拌研磨机构包括一第二行星式搅拌器及与该第二行星式搅拌器相串联的一湿式研磨器;该导电浆料先灌注入该第二行星式搅拌器之后由循环传送机构让该导电浆料在该第二行星式搅拌器及该湿式研磨器之间循环流动;该导电浆料在该第二行星式搅拌器及该湿式研磨器之间来回流动;
所述第二行星式搅拌器包括:
一内桶,用于放置导电浆料,并搅拌该导电浆料;
一公转式搅拌器,配置于该内桶内,并外接驱动机构,该公转式搅拌器用于将该导电浆料作大路径的搅拌,以使得该导电浆料在该内桶内部形成较大区域的位移;该公转式搅拌器为一呈U形或V形的框架,并在该框架的侧边配置多个刀片的结构。
2.如权利要求1所述的形成均匀的纳米碳管导电浆料的方法,其特征在于,该第一行星式搅拌器包括:
一内桶,用于放置导电浆料,并搅拌该导电浆料;
一外桶,容纳该内桶,该外桶及该内桶之间配置有冷却水,以冷却该内桶内部的该导电浆料;
一公转式搅拌器,配置于该内桶内,并外接驱动机构,该公转式搅拌器用于将该导电浆料作大路径的搅拌,以使得该导电浆料在该内桶内部形成较大区域的位移;该公转式搅拌器为一呈U形或V形的框架,并在该框架的侧边配置多个刀片的结构;
一自转式搅拌器,用于将该导电浆料做局部的充分搅拌,主要是由块状体沿着自身的轴线作自转,而使得在该自转式搅拌器周围的该导电浆料形成涡流;该自转式搅拌器为两个转球,各转球分别由一悬铁柱悬吊,再通过驱动机构加以驱动;转动时各转球绕着通过其自身球心的轴线转动,而对该导电浆料形成涡流;
该第二行星式搅拌器均进一步包括:
一外桶,容纳该内桶,该外桶及该内桶之间配置有冷却水,以冷却该内桶内部的该导电浆料;
一自转式搅拌器,用于将该导电浆料做局部的充分搅拌,主要是由块状体沿着自身的轴线作自转,而使得在该自转式搅拌器周围的该导电浆料形成涡流;该自转式搅拌器为两个转球,各转球分别由一悬铁柱悬吊,再通过驱动机构加以驱动;转动时各转球绕着通过其自身球心的轴线转动,而对该导电浆料形成涡流。
3.如权利要求1所述的形成均匀的纳米碳管导电浆料的方法,其特征在于,该湿式研磨器包括:
一研磨桶,该研磨桶内配置有该导电浆料;
一珠磨搅拌器,配置在该研磨桶内部,用于将该导电浆料充分的搅拌;
多个研磨珠体,配置在该研磨桶内部,当珠磨搅拌器搅拌时,该研磨珠体会撞击内部的该导电浆料而将该导电浆料中的纳米碳管充分打散;
一过滤器,用于将该研磨桶中的该导电浆料过滤后得到均匀的该导电浆料再往外输送。
4.如权利要求2所述的形成均匀的纳米碳管导电浆料的方法,其特征在于,在该步骤A中,混合及搅拌的时间为15到20分钟;该第一行星式搅拌器的该公转式搅拌器的公转频率为40rpm,该第一行星式搅拌器的该自转式搅拌器为两颗转球,其自转频率为200rpm,该两颗转球为同向旋转。
5.如权利要求1所述的形成均匀的纳米碳管导电浆料的方法,其特征在于,该分散剂占该导电浆料的比例在0.8%~1.2%重量百分比之间;该分散剂主要用于将该中型纳米碳管撑开,而不会聚集成一团,甚或下沉到底部,而使得该中型纳米碳管可以在该导电浆料中呈均匀的分布;该分散剂包括高分子分散剂及低分子分散剂;其中该高分子分散剂与低分子分散剂的比例为7:3。
6.如权利要求5所述的形成均匀的纳米碳管导电浆料的方法,其特征在于,该高分子分散剂为PVP;其中低分子分散剂为苯磺酸盐类、溴化铵盐类及采酮。
7.如权利要求6所述的形成均匀的纳米碳管导电浆料的方法,其特征在于,该苯磺酸盐类为任一种苯磺酸盐类。
8.如权利要求6所述的形成均匀的纳米碳管导电浆料的方法,其特征在于,该溴化铵盐类为CTAB。
9.如权利要求1所述的形成均匀的纳米碳管导电浆料的方法,其特征在于,该中型纳米碳管占该导电浆料的比例在1%~5%重量百分比之间。
10.如权利要求2所述的形成均匀的纳米碳管导电浆料的方法,其特征在于,在该步骤B中,混合及搅拌的时间为30到60分钟,其中该第一行星式搅拌器的该公转式搅拌器的公转频率为40rpm,该第一行星式搅拌器的该自转式搅拌器为两颗转球,其自转频率为1200rpm,该两颗转球为反向旋转。
11.如权利要求2所述的形成均匀的纳米碳管导电浆料的方法,其特征在于,在该步骤C中,混合及搅拌的时间为30到60分钟,其中该第一行星式搅拌器的该公转式搅拌器的公转频率为40rpm,该第一行星式搅拌器的该自转式搅拌器为两颗转球,其自转频率为800rpm,该两颗转球为反向旋转。
12.如权利要求1所述的形成均匀的纳米碳管导电浆料的方法,其特征在于,该石墨烯占该导电浆料的比例在0.2%~1.2%重量百分比之间;该石墨烯包括两种型态,一种为具有二至四层的结构的石墨烯,其占该导电浆料的比例大于0%重量百分比;另一种则为具有四至八层的结构的石墨烯,其占该导电浆料的比例大于0%重量百分比,两种的组合占该导电浆料的比例在0.2%~1.2%重量百分比之间。
13.如权利要求1所述的形成均匀的纳米碳管导电浆料的方法,其特征在于,该第一工艺中的各步骤作用的温度在20到30℃之间。
14.如权利要求3所述的形成均匀的纳米碳管导电浆料的方法,其特征在于,在该步骤E中,其中该珠磨搅拌器的转速为2000到3000rpm,操作温度小于35℃。
15.一种形成均匀的纳米碳管导电浆料的搅拌研磨机构,其特征在于,将一行星式搅拌器串联一湿式研磨器,其中该导电浆料先灌注入该行星式搅拌器之后由循环传送机构让该导电浆料在该行星式搅拌器及该湿式研磨器之间循环流动;该导电浆料在该行星式搅拌器及该湿式研磨器之间来回流动,应用不同的搅拌及撞击方式以使该导电浆料中的纳米碳管充分分散;
其中,该导电浆料先在该行星式搅拌器适当的搅拌后,再送入该湿式研磨器,由于该湿式研磨器内的珠磨搅拌器的转动,该湿式研磨器内的研磨珠体撞击内部的该导电浆料而将该导电浆料中的纳米碳管充分打散,原来团聚在一起的纳米碳管,因为该研磨珠体的撞击而被打散;该导电浆料必须在该行星式搅拌器及该湿式研磨器之间来回流动,应用不同的搅拌及撞击方式以使该导电浆料中的纳米碳管充分分散,该行星式搅拌器包括一公转式搅拌器,该公转式搅拌器为一呈U形或V形的框架,并在该框架的侧边配置多个刀片的结构;搅拌时该公转式搅拌器沿着该框架的轴线转动,而使得该导电浆料形成较大路径的位移;以及一内桶,用于放置导电浆料并搅拌该导电浆料;以及一公转式搅拌器,配置于该内桶内;其中该公转式搅拌器转动时所扫出的体积超过该内桶容积的一半。
16.如权利要求15所述的形成均匀的纳米碳管导电浆料的搅拌研磨机构,其特征在于,该研磨珠体以氧化锆制作而成。
17.如权利要求15所述的形成均匀的纳米碳管导电浆料的搅拌研磨机构,其特征在于,该研磨珠体的尺寸介于0.5mm到1.3mm之间。
18.如权利要求15所述的形成均匀的纳米碳管导电浆料的搅拌研磨机构,其特征在于,该行星式搅拌器包括一自转式搅拌器,该自转式搅拌器为至少一转球,各转球分别由一悬铁柱悬吊,再通过驱动机构加以驱动;转动时该转球绕着通过其自身球心的轴线转动,而对该导电浆料形成涡流。
19.如权利要求18所述的形成均匀的纳米碳管导电浆料的搅拌研磨机构,其特征在于,该自转式搅拌器为多个转球,各个转球具有相同或不同的旋转方向。
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