CN109311672A

CN109311672A - 具有改善的可加工性的碳纳米管分散体及其制备方法

Info

Publication number: CN109311672A
Application number: CN201880002387.0A
Authority: CN
Inventors: 尹载根; 曹东铉; 金成真; 姜京延
Original assignee: LG Chemical Co Ltd
Current assignee: LG Corp
Priority date: 2017-01-05
Filing date: 2018-01-05
Publication date: 2019-02-05
Anticipated expiration: 2038-01-05
Also published as: EP3466875A1; KR20180081006A; KR102125933B1; US20190263663A1; CN109311672B; EP3466875B1; US11267710B2; EP3466875A4; WO2018128461A1

Abstract

本发明通过干式粉碎碳纳米管以控制碳纳米管的润湿性指数，可以增加可添加至分散体溶剂中的碳纳米管的最大浓度，以及可以改善碳纳米管分散液的可加工性。另外，通过上述特征的应用，可以容易地预测可添加至分散体溶剂中的碳纳米管的最大浓度。

Description

具有改善的可加工性的碳纳米管分散体及其制备方法

技术领域

本申请要求于2017年01月05日提交的韩国专利申请第10-2017-0001673号的优先权的权益，其全部公开内容通过引用并入本文中。

本发明涉及一种具有改善的分散性的碳纳米管分散体及制备其的方法。

背景技术

碳纳米管取决于它们的特定手性而展现出不导电、导电或半导电性质，并且具有通过强共价键连接的碳原子。因此，碳纳米管的拉伸强度比钢的拉伸强度高约100倍。碳纳米管的柔韧性和弹性优异，并且具有化学稳定的特性。由于这种尺寸和特定的物理性质，碳纳米管在复合材料的生产中具有工业重要性，并且在电子材料、能源材料等领域中具有很高的实用性。例如，碳纳米管可以应用于电化学存储装置(如二次电池、燃料电池或超级电容器)的电极、电磁波屏蔽、场发射显示器或气体传感器。

然而，由于碳纳米管低的堆积密度以及由于几十到几百微米的粉末形式导致加工过程中的粉尘，它可能对人体有害并导致电器故障。另外，由于待混合的颗粒与粉末形式的聚合物之间的表观密度差异很大，因此难以分散。

为了有效地展现碳纳米管的高导电性和导热性，碳纳米管的长度较长是有利的，因为会更好地形成网络。然而，在碳纳米管太长的情况下，当碳纳米管用作填料时，基质的粘度会迅速增加。

特别是，当股束型(bundle-type)碳纳米管分散于溶剂中时，碳纳米管容易松散，并且初始粘度迅速增加，这使得分散过程变得不可能。

存在有通过预先调节碳纳米管的长度来降低分散体的粘度的尝试。通常，使用干式或湿式粉碎过程。在湿式粉碎的情况下，粉碎过程在处理溶剂的存在下进行，从而需要额外的除去所用的溶剂的过程。另外，在干式粉碎的情况下，使用了添加剂，从而添加剂充当了杂质并且除去其是很麻烦的。

需要一种通过使用更简单的方法能够改善碳纳米管在分散溶剂中的分散性并改善制造碳纳米管分散体中的可加工性的方法。

发明内容

[技术问题]

本发明的一个目的在于提供一种制备具有改善的在分散介质中的分散性的碳纳米管的方法。

本发明的另一个目的在于提供一种通过控制粘度而具有改善的可加工性的碳纳米管分散体。

[技术方案]

为了解决本发明的问题，提供了一种碳纳米管分散体，基于所述分散体的总重量，碳纳米管以2重量％以上的量分散在其中，所述碳纳米管具有14以下的由下式1定义的润湿性指数。

[式1]

润湿性指数＝(吸收溶剂的质量/碳纳米管的质量)

在式1中，所述吸收溶剂的质量是在室温下由所述碳纳米管最大程度上吸收的溶剂的质量。

根据一个实施方式，所述分散体的粘度可以为40,000cP以下。

根据一个实施方式，所述分散体可以包含选自水、甲醇、乙醇、丙醇、丙酮、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺、二甲亚砜(DMSO)和N-甲基吡咯烷酮(NMP)中的一种或多种分散溶剂。

本发明还提供了一种制备碳纳米管分散体的方法，其包括以下步骤：在包含金属球或陶瓷球的研磨设备中干式粉碎碳纳米管；以及将粉碎的碳纳米管分散在溶剂中。

根据一个实施方式，与粉碎之前的碳纳米管的润湿性指数相比，粉碎步骤后的碳纳米管的润湿性指数可以降低3以上。

根据一个实施方式，所述碳纳米管在粉碎之前可以具有10至250kg/m³的堆积密度，100至300m²/g的BET比表面积和5至100μm的长度。

根据一个实施方式，粉碎的碳纳米管可以具有0.2至10μm的长度。根据一个实施方式，所述金属球或陶瓷球可以为一种具有1mm至10mm范围内的直径的球，或者具有上述范围内的不同直径的两种以上的球的组合。

根据一个实施方式，所述研磨设备可以选自球磨机、行星式球磨机和碾磨机。

根据一个实施方式，粉碎步骤后的碳纳米管的长度可以减小至1/10以下。

根据一个实施方式，粉碎步骤后的碳纳米管的比表面积可以增加5％至100％。

根据一个实施方式，粉碎步骤后的碳纳米管的堆积密度可以增加5％至1000％。

根据一个实施方式，在通过研磨设备粉碎的步骤中，研磨速度可以控制在100rpm至1,200rpm之间。

根据一个实施方式，粉碎步骤可以进行5分钟至24小时。

[有益效果]

本发明可以提供碳纳米管，其中碳纳米管在主分散工艺之前被预先干式粉碎并裁切，并且控制所述碳纳米管相对于分散溶剂的润湿性，从而抑制分散过程期间粘度的增加，并改善在溶剂中的分散性。而且，可以增加可分散于溶剂中的碳纳米管的含量而无需任何其它的添加剂，如分散剂。另外，根据本发明的方法可以在某种程度上用于容易地预测可以分散于溶剂中的最大含量。

附图说明

图1为显示出根据分散处理的次数的分散体的粘度变化的图表。

图2为显示出碳纳米管的润湿性指数与在分散溶剂中的最大可分散浓度之间的关系的图表。

具体实施方式

本说明书和权利要求中所用的术语和词语不应被解读为限于普通或词典术语，而应当基于发明人可以适当地定义所述术语的概念以以最佳的可能方式来描述其发明而被解读为与本发明的技术构思相一致的含义和概念。

碳纳米管可以展现出导电或半导电性质，并且具有优异的机械性能，如拉伸强度。因此，它们被用于各种应用中。对于这种碳纳米管的应用的最重要技术之一是碳纳米管的分散技术。

碳纳米管根据所使用的分散设备而略有不同。然而，通常，在分散过程期间，碳纳米管颗粒的尺寸会减小，单个的碳纳米管股线会松散，并且粘度会大大增加。所述粘度越高，分散设备的效率越低，并且根据情况，所述设备可能会不再运行。这可能在生产高浓度溶液时成为一个很大的障碍，这可能会限制应用领域。这种现象在目前广泛使用的股束型碳纳米管中更快地发生，并且成为碳纳米管应用的障碍。

为了解决本发明的问题，提供了一种碳纳米管分散体以及制备其的方法，基于所述分散体的总重量，碳纳米管以2重量％以上的量分散在所述碳纳米管分散体中，所述碳纳米管是通过在包含金属球或陶瓷球的研磨设备中裁切而获得的并且具有相对于用于碳纳米管的溶剂的14以下的润湿性指数。

在本发明中，在将所述碳纳米管分散在分散介质中之前，可以通过预先粉碎和裁切来改变碳纳米管股线的数量、长度和表面，从而调节相对于溶剂的润湿性指数并改善可加工性。

在这里，所述润湿性指数定义为当溶剂被一定质量的碳纳米管吸收，而不允许其流出到外部时，所述溶剂的最大质量。具体地，在环境温度下将溶剂逐渐添加到含有一定量的碳纳米管的容器中。在溶剂由于碳纳米管不再吸收溶剂而开始流出之前即刻测量所述溶剂的质量。所述润湿性指数是指通过以下式1计算的数值。

[式1]

润湿性指数＝(吸收溶剂的质量/碳纳米管的质量)

碳纳米管的润湿性指数越小，由所述碳纳米管吸收的溶剂的量越少。所述指数越低，越抑制分散时粘度的增加，并且可以改善所述碳纳米管的分散性。根据本发明，通过高速研磨而预研磨的碳纳米管具有比粉碎之前的碳纳米管低得多的润湿性指数，因而可以显著提高分散溶剂中的分散度。

例如，当所述分散介质为N-甲基吡咯烷酮(NMP)时，所述润湿性指数可以优选为14以下，优选12以下，以及更优选10以下。在除NMP之外的其它溶剂的情况下，其优选展现出相同或相似的数值。

所述分散介质可以是选自水、甲醇、乙醇、丙醇、丙酮、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜(DMSO)和N-甲基吡咯烷酮(NMP)中的任一种，或者它们中的两种以上的混合溶剂。

此外，在满足上述范围的润湿性指数中，所述碳纳米管的最大可分散浓度可以为2重量％以上。所述可分散浓度是指在具有分散于所述分散介质中的碳纳米管的分散体的总重量中，所述碳纳米管的重量百分比。

根据本发明的碳纳米管分散体可以含有，例如但不限于，基于所述分散体的总重量，10重量％以下的量的碳纳米管。

所述分散体的粘度可以为40,000cP以下，优选20,000cP以下，以及更优选10,000cP以下。所述分散体的粘度可以包括最终分散体的粘度和在过程期间的分散体的粘度。然而，所述最终分散体的粘度可以小于在过程期间的分散体的粘度。

根据一个实施方式，与粉碎前的碳纳米管的润湿性指数相比，粉碎步骤后的碳纳米管的润湿性指数可以降低3以上，优选4以上。

优选地，所述碳纳米管的润湿性指数和最大可分散浓度可以满足以下式2。

[式2]

1+3.75/{1+e^[(X-9)/1.005)]}≤Y≤2.2+3.75/{1+e^[(X-9)/1.005)]}

在式2中，X为碳纳米管的润湿性指数，条件是X≤14，以及Y为所述碳纳米管的最大可分散浓度。

根据本发明的另一个方面，通过测量所述润湿性指数更容易确定可分散浓度。例如，通过简单地测量少量的碳纳米管的润湿性指数而无需将大量的碳纳米管直接混合于分散溶剂中，可以预测粉碎的碳纳米管可以混合的最大浓度。

根据一个实施方式，所述碳纳米管在粉碎之前可以具有10至250kg/m³的堆积密度，100至300m²/g的BET比表面积和5至100μm的长度。具有这些物理性质的碳纳米管可以具有优异的改善润湿性指数的效果。另外，所述碳纳米管可以是缠结的或成束的多壁或单壁碳纳米管，但优选地，其可以是成束的多壁碳纳米管。

在所述研磨设备中粉碎和裁切的碳纳米管的平均长度可以为0.2至10μm。或者，所述碳纳米管在粉碎和裁切之前可以具有5至100μm的平均长度，并且在所述粉碎和裁切过程之后，相对于碳纳米管的初始长度可以具有减小至1/10以上的长度。将所述碳纳米管的长度减小至1/10以上有助于改善所述碳纳米管分散体的可加工性。

所述碳纳米管分散体的可加工性主要取决于所述分散体的粘度。该粘度主要受所述分散体中包含的碳纳米管股线的数量和长度以及所述碳纳米管和分散剂与溶剂的相互作用的影响。通常，由于碳纳米管的长股线在分散的初始阶段是松散的，故可以大大增加所述粘度，并且可以降低所述可加工性。图1为显示出根据分散处理的次数的分散体的粘度变化的图表。在碳纳米管股线易于松散的长度相对较长的股束型碳纳米管中，可加工性的这种劣化可更明显。

参照图1，可以看出，如果通过根据本发明的粉碎方法来预处理所述碳纳米管，则可以抑制在分散步骤期间的粘度的增加，并且还降低了最终粘度。因此，如果通过粉碎而预先减小了长度，即，由预先进行了粉碎和裁切的方法，可以显著降低分散过程中粘度的增加，以改善可加工性并降低最终制备的分散体粘度，从而提供含有较高浓度的碳纳米管的碳纳米管分散体。

经过所述粉碎和裁切过程的碳纳米管可以显著降低了长度以及增加了密度。这种密度的增加不仅可以提供改善在溶剂中的分散性和降低所述分散体的粘度的效果，还可以提供运输效率和可加工性的改善。另外，增加所述密度以减少散落的现象，从而改善制造环境和稳定性。此外，可以获得减少由于散落而引起的杂质引入以及降低缺陷率的效果。

根据一个实施方式，在所述粉碎和裁切过程之前的碳纳米管的堆积密度可以为10至250kg/m³或10至100kg/m³。

所述堆积密度由于在所述粉碎和裁切过程之后所述碳纳米管的长度的减小以及所述碳纳米管股线的松散而可以显著增加。优选地，所述堆积密度可以在50至400kg/m³的范围内增加5％至1000％，例如10％至500％，或50％至300％。如上所述，由于所述碳纳米管的堆积密度增加，所述分散体的粘度逐渐增加，从而可以更容易地制作所述分散体并且可以分散具有更高的固含量的碳纳米管。

根据一个实施方式，在所述粉碎和裁切过程之前的碳纳米管的比表面积可以为100至300m²/g，或150m²/g至300m²/g。

由于在所述粉碎和裁切过程期间待松散的股线的直径的减小和机械缺陷，故所述碳纳米管的比表面积(BET比表面积)可以增加，例如增加5％至100％。在这个范围内增加所述BET比表面积可有助于改善所述润湿性指数。

根据一个实施方式，所述碳纳米管可以是股束型或缠结型。在所述粉碎和裁切过程中，对于股束型碳纳米管，其更容易控制松散和股线的长度。

除非另有说明，否则本发明中所用的术语“股束”是指股束或绳索的形式，其中多个碳纳米管平行排列或缠绕。术语“非股束或缠结”是指不具有恒定形状(如股束或绳索)的形式。

所述股束型碳纳米管基本上具有多个碳纳米管股线被捆扎在一起以形成股束的形状，并且所述多个股线具有线性形状、弯曲形状或其混合形状。所述股束型碳纳米管也可以具有线性形状、弯曲形状或其混合形状。最后，这些碳纳米管股束也聚集在一起形成范围从几十μm长到几毫米的碳纳米管颗粒。

根据一个实施方式，这种股束型碳纳米管的团聚体可以具有5至100μm的长度和0.1至20μm的厚度。所述碳纳米管股线的平均直径可以是，例如，1nm至40nm。具有这种物理性质的碳纳米管可在改善润湿性指数方面是优异的。

在本发明中，通过控制所述润湿性指数以及控制所述碳纳米管的长度，可以处理其中分散性可以通过除了长度(其可以通过粉碎过程而改变)之外的各种参数而改变的情况。因此，所述粉碎过程可以更有效地进行。例如，可以在不评估如长度、密度和BET比表面积等的物理性质的情况下粗略地预测可分散浓度，从而可以改善所述过程的效率。

根据一个实施方式，在所述粉碎和裁切过程中使用的研磨设备可以是采用金属球或陶瓷球的任何研磨设备。例如，可以使用球磨机或罐磨机、行星式球磨机和碾磨机。

在所述研磨设备中使用的球可以是金属或陶瓷材料。例如，可以采用含有钨(W)、钛(Ti)或它们的合金的金属，或者如氧化锆(ZrO₂)、氧化铝(Al₂O₃)和二氧化硅(SiO₂)的陶瓷材料，但不限于此。需要时，可以混合并采用两种以上的材料的球。

根据一个实施方式，所述金属球或陶瓷球可以是一种具有1mm至10mm，优选1mm至8mm，或1mm至6mm以下的直径的球，或者两种以上的具有上述范围内的不同直径的球的组合。如果将具有不同直径的球混合，则可以采用具有1mm至3mm以下的直径的球和具有大于3mm至10mm以下的直径的球。其混合比可以为90:10至10:90或70:30至30:70或60:40至40:60(重量)。所述球的形状通常是球形的，但不限于此，并且也可以使用非球形的球，如圆柱形的球。当所述球的尺寸和混合比在上述范围内时，易于将所述碳纳米管的润湿性指数和堆积密度同时控制在特定范围。

根据一个实施方式，可以以1:10至1:200，或1:50至1:150或1:100至1:150的重量比添加所述球与所述碳纳米管。在所述重量比范围内可以获得具有合适的长度的碳纳米管。如果相对于所述碳纳米管过量使用所述球，则所述碳纳米管的长度或形状可能会过度变形，这可能会使所述碳纳米管的物理性质劣化。同样，容器壁和球的磨损可能会更严重地产生，并且维护成本会增加。另一方面，如果过量使用所述碳纳米管，则会无法有效地进行所述粉碎和裁切。所述重量比可以根据制造条件(如待用球的尺寸和rpm)以及所述碳纳米管的物理性质(如待使用的碳纳米管的堆积密度)来调节。

根据一个实施方式，采用所述研磨设备的所述粉碎和裁切过程的rpm可以在100至1200rpm下调节以改善所述润湿性指数，优选在200至700rpm。通过适当地调整，可以逐步增加或减少所述rpm。

根据一个实施方式，研磨过程可以进行5分钟至24小时以改善所述润湿性指数，但其可以根据rpm、研磨设备和所述碳纳米管的含量而适当地调节。例如，其可以可取地在球磨机中进行10分钟至10小时或在碾磨机中进行10分钟至3小时。例如，通过使用具有1至3mm的直径的球，可以在400至600rpm下进行研磨60至90分钟，以及可以通过一起使用具有1至3mm的直径的球以及具有4至6mm的直径的球，可以在200至400rpm下进行研磨90至120分钟。

根据本发明，在将所述碳纳米管分散于液体分散介质中的步骤之前使用所述研磨设备预先干式粉碎碳纳米管的步骤不仅可以在分散步骤期间抑制所述分散体的粘度的增加，并且还可以降低最终产生的分散体的粘度。可以提供含有更高含量的碳纳米管的分散体而无需进一步使用其它的添加剂，如分散剂。

另外，由于通过所述粉碎和裁切过程显著增加了所述碳纳米管的密度，故可以显著降低制造过程期间所述碳纳米管的散落，并且可以在更舒适的环境的制造过程中安全地制造所述碳纳米管。此外，可以减少由于所述散落而导致的碳纳米管流入制造的制品和装置等中而产生的缺陷，并且由于所述碳纳米管的表观密度等的降低而可以减少储存体积。因此，可以改善运输效率和储存稳定性，并且可以提供更有效的制造工艺。

将通过根据本发明的制备方法制备的碳纳米管分散于液体分散介质中的方法可以是任何的方法，并且没有特别的限制。

通过根据本发明的方法制备的碳纳米管分散体可以有效地用于电化学存储装置(如二次电池、燃料电池或超级电容器)的电极、电磁波屏蔽材料、场发射显示器或气体传感器的制造。

下文中，将详细地描述本发明的实施方式，使得本领域的技术人员可以容易地实施本发明。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应该被解读为限于本文中阐述的实施方式。

如下测量实施例中的物理性质，并且所有的物理性质是在环境温度下测量的。

-堆积密度：

使碳纳米管粉末自由地落入100cc圆柱形容器中并刮除从容器中突出的部分。然后，获得留在所述容器中的粉末的质量。通过使所述粉末的质量除以所述容器的体积来确定所述堆积密度。

-BET比表面积：

其是由采用常用的比表面积测量仪获得的等温气体吸附图测量的。

-粉末电阻率：

将粉末放入用于测量粉末电阻率的粉末电阻率计的测量池中，并测量施加于其上的压力。通过采用约1g/cc的密度的五个测量点而获得压力-电阻率关系曲线。由该曲线获得了1g/cc的密度下的粉末电阻率。

-润湿性指数：其采用NMP由式1确定。

[式1]

润湿性指数＝(吸收溶剂的质量/碳纳米管的质量)

在式1中，吸收溶剂的质量是在环境温度下由所述碳纳米管最大程度吸收的溶剂的质量。

<实施例1>

将具有约40kg/m³的堆积密度、185m²/g的BET比表面积和30μm的平均长度的股束型碳纳米管在含有具有2mm的直径的氧化锆球的碾磨机(科迈(KMtech)公司，KMA-3)中以500rpm的速度研磨10、15、20、60和80分钟。然后，测量所述堆积密度、润湿性指数和粉末电阻率，其结果示于表1中。粉碎的碳纳米管具有0.2至10μm的长度和200至280m²/g的BET比表面积。

另外，测量在NMP中的粘度和可分散的最大浓度。所述最大浓度定义为当采用相同的分散剂和设备时可以操作分散设备(基伊埃尼鲁索尔维(GEA niro soavi)公司，PandaPLUS 2000)的溶液的浓度中的最高浓度，其中所述浓度为基于所述分散体的总重量的碳纳米管的重量百分比。所述粘度是基于NMP中的4重量％的分散体。

[表1]

<实施例2>

将具有约40kg/m³的堆积密度、185m²/g的BET比表面积和30μm的长度的股束型碳纳米管在含有具有3mm的直径和5mm的直径的氧化锆球的碾磨机中以300rpm的速度研磨60、80、100和140分钟。然后，测量所述堆积密度、润湿性指数和粉末电阻率，其结果示于表2中。粉碎的碳纳米管具有0.2至10μm的长度和260至280m²/g的BET比表面积。

另外，测量在NMP中的粘度和可分散的最大浓度。所述最大浓度为基于所述分散体的总重量的碳纳米管的重量百分比。

[表2]

<实施例3>

将具有13至90kg/m³的堆积密度、150至270m²/g的BET比表面积和10至40μm的长度的各种类型(如股束型或缠结)的碳纳米管在含有具有3至10mm的直径的氧化锆球的球磨机(DS-BM10L，由东西科学集团有限公司(DongSeo Science Co.,Ltd.)制造)中以130rpm的速度研磨16小时或在碾磨机中以200至900rpm的速度研磨10分钟至2小时。测量在NMP中的润湿性指数和可分散的最大浓度，其结果显示于表3中。

[表3]

图2为显示基于表3中的数据的润湿性指数与最大浓度之间的关系的图表。如表3和图2所示，可以看出，所述润湿性指数与所述最大浓度满足以下式3。

[式3]

Y＝1.5+3.75/{1+e^[(X-9)/1.005)]}

在式3中，X为所述碳纳米管的润湿性指数，以及Y为所述碳纳米管的最大可分散浓度。

<对比实施例2>

测量未经过研磨处理的碳纳米管在NMP中的润湿性指数和可分散的最大浓度，其结果显示于表4中。

[表4]

<对比实施例3>

将对比实施例2中使用的碳纳米管用喷射研磨机(科迈公司)粉碎20分钟，测定在NMP中的润湿性指数和可分散的最大浓度，其结果显示于表5中。

[表5]

如图1以及表4和5所示，可以看出，未研磨或用喷射研磨机处理的碳纳米管具有高的润湿性指数和非常低的最大可分散浓度。

虽然已经参考本发明的特定实施方式而具体显示和描述了本发明，但是对于本领域的技术人员而言显而易见的是，该具体描述仅仅是优选的实施方式，并且本发明的范围并不限于此。因此，本发明的范围旨在由所附权利要求及其等同物来限定。

Claims

1.一种碳纳米管分散体，基于所述分散体的总重量，碳纳米管以2重量％以上的量分散在其中，所述碳纳米管具有14以下的由下式1定义的润湿性指数：

[式1]

润湿性指数＝(吸收溶剂的质量/碳纳米管的质量)

其中，吸收溶剂的质量是在环境温度下由所述碳纳米管最大程度吸收的溶剂的质量。

2.根据权利要求1所述的碳纳米管分散体，其中，所述分散体的粘度为40,000cP以下。

3.根据权利要求1所述的碳纳米管分散体，其中，所述分散体包含选自水、甲醇、乙醇、丙醇、丙酮、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺、二甲亚砜(DMSO)和N-甲基吡咯烷酮(NMP)中的一种或多种分散介质。

4.一种制备权利要求1至3任一项所述的碳纳米管分散体的方法，其包括以下步骤：在包含金属球或陶瓷球的研磨设备中干式粉碎碳纳米管；以及将粉碎的碳纳米管分散在溶剂中。

5.根据权利要求4所述的制备所述碳纳米管分散体的方法，其中，与粉碎之前的碳纳米管的润湿性指数相比，粉碎步骤后的碳纳米管的润湿性指数降低3以上。

6.根据权利要求4所述的制备所述碳纳米管分散体的方法，其中，所述碳纳米管在粉碎之前具有10至250kg/m³的堆积密度，100至300m²/g的BET比表面积和5至100μm的长度。

7.根据权利要求4所述的制备所述碳纳米管分散体的方法，其中，所粉碎的碳纳米管具有0.2至10μm的长度。

8.根据权利要求4所述的制备所述碳纳米管分散体的方法，其中，所述金属球或陶瓷球为一种具有1mm至10mm范围内的直径的球，或者具有上述范围内的不同直径的两种以上的球的组合。

9.根据权利要求4所述的制备所述碳纳米管分散体的方法，其中，所述研磨设备选自球磨机、行星式球磨机和碾磨机。

10.根据权利要求4所述的制备所述碳纳米管分散体的方法，其中，粉碎步骤后的碳纳米管的长度减少至1/10以下。

11.根据权利要求4所述的制备所述碳纳米管分散体的方法，其中，粉碎步骤后的碳纳米管的比表面积增加5％至100％。

12.根据权利要求4所述的制备所述碳纳米管分散体的方法，其中，粉碎步骤后的碳纳米管的堆积密度增加5％至1000％。

13.根据权利要求4所述的制备所述碳纳米管分散体的方法，其中，在通过研磨设备粉碎的步骤中，研磨速度控制在100rpm至1200rpm之间。

14.根据权利要求4所述的制备所述碳纳米管分散体的方法，其中，所述粉碎步骤进行5分钟至24小时。