KR102275858B1 - Method for estimating the dispersibility of conductive material dispersion - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유리 기판 상에 스핀 코팅 방법으로 도전재 분산액을 도포하는 단계; 및 상기 도포된 도전재 분산액을 건조시키는 단계를 포함하며, 상기 도전재 분산액은 탄소나노튜브, 분산제 및 분산매를 포함하는 도전재 분산액의 분산성 평가 방법 에 관한 것이다.The present invention comprises the steps of applying a conductive material dispersion by a spin coating method on a glass substrate; and drying the applied conductive material dispersion, wherein the conductive material dispersion relates to a dispersibility evaluation method of a conductive material dispersion including carbon nanotubes, a dispersant, and a dispersion medium.

Description

도전재 분산액의 분산 평가 방법{METHOD FOR ESTIMATING THE DISPERSIBILITY OF CONDUCTIVE MATERIAL DISPERSION}Dispersion evaluation method of conductive material dispersion {METHOD FOR ESTIMATING THE DISPERSIBILITY OF CONDUCTIVE MATERIAL DISPERSION}

본 발명은 도전재 분산액의 분산 평가 방법에 관한 것으로, 구체적으로 상기 분산 평가 방법은 유리 기판 상에 스핀 코팅 방법으로 도전재 분산액을 도포하는 단계; 및 상기 도포된 도전재 분산액을 건조시키는 단계를 포함하며, 상기 도전재 분산액은 탄소나노튜브, 분산제 및 분산매를 포함할 수 있다.The present invention relates to a dispersion evaluation method of a conductive material dispersion, specifically, the dispersion evaluation method comprising the steps of applying a conductive material dispersion by a spin coating method on a glass substrate; and drying the applied conductive material dispersion, wherein the conductive material dispersion may include carbon nanotubes, a dispersant, and a dispersion medium.

화석연료 사용의 급격한 증가로 인하여 대체 에너지나 청정에너지의 사용에 대한 요구가 증가하고 있으며, 그 일환으로 가장 활발하게 연구되고 있는 분야가 전기화학 반응을 이용한 발전, 축전 분야이다.Due to the rapid increase in the use of fossil fuels, the demand for the use of alternative energy or clean energy is increasing, and as a part of it, the fields most actively studied are power generation and electricity storage using electrochemical reactions.

현재 이러한 전기화학적 에너지를 이용하는 전기화학 소자의 대표적인 예로 이차 전지를 들 수 있으며, 점점 더 그 사용 영역이 확대되고 있는 추세이다. 최근에는 휴대용 컴퓨터, 휴대용 전화기, 카메라 등의 휴대용 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차 전지 중 높은 에너지 밀도, 즉 고용량의 리튬 이차전지에 대해 많은 연구가 행해져 왔고, 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.Currently, a secondary battery is a representative example of an electrochemical device using such electrochemical energy, and its use area is gradually expanding. Recently, as technology development and demand for portable devices such as portable computers, portable phones, and cameras increase, the demand for secondary batteries as an energy source is rapidly increasing, and among such secondary batteries, high energy density, that is, high capacity lithium secondary batteries. A lot of research has been done on it, and it has been commercialized and widely used.

일반적으로 이차 전지는 양극, 음극, 전해질, 및 분리막으로 구성되며, 이 중에서 상기 양극 및 음극은 각각 활물질층을 포함할 수 있다. 상기 활물질층은 활물질 입자 및 도전재를 포함할 수 있다. 상기 도전재는 활물질층의 도전성을 향상시키기 위해 사용되는 것으로, 도전 네트워크가 발단된 물질이 사용되며, 일 예로 탄소나노튜브가 사용될 수 있다. 상기 도전재는 상기 활물질 입자와 함께 용매에 투입될 수 있고, 이를 통해 슬러리를 형성한 뒤, 집전체에 도포하여 양극 또는 음극이 제조될 수 있다. In general, a secondary battery is composed of a positive electrode, a negative electrode, an electrolyte, and a separator, among which the positive electrode and the negative electrode may each include an active material layer. The active material layer may include active material particles and a conductive material. The conductive material is used to improve the conductivity of the active material layer, and a material having a conductive network is used, for example, carbon nanotubes may be used. The conductive material may be added to a solvent together with the active material particles, and a slurry may be formed through this, and then applied to a current collector to prepare a positive electrode or a negative electrode.

한편, 양극 및 음극의 성능을 향상시키기 위해, 상기 슬러리 내에서의 도전재의 분산성 높이는 기술들이 시도되고 있다. 그 중 하나로, 도전재, 분산제, 및 분산매를 포함하는 도전재 분산액을 제조한 뒤, 이에 활물질 입자를 투입하여 슬러리를 제조하는 기술이 사용되고 있다. On the other hand, in order to improve the performance of the positive electrode and the negative electrode, techniques for increasing the dispersibility of the conductive material in the slurry are being tried. As one of them, a technique of preparing a slurry by preparing a conductive material dispersion including a conductive material, a dispersing agent, and a dispersion medium, and then adding active material particles thereto is used.

이 때, 상기 도전재 분산액 내에서 도전재가 잘 분산되어 있는 경우(높은 분산성), 상기 슬러리에서도 도전재가 잘 분산될 수 있다. 여기서 상기 도전재 분산액이 높은 분산성을 가지는지 여부는 도전재 분산액 내 도전재 입자 크기 분포를 통해 알 수 있다. 도전재 크기 분포가 지나치게 크다는 것은 분산이 제대로 일어나지 않아서 일부 도전재들끼리 응집하였다는 것을 의미한다.At this time, when the conductive material is well dispersed in the conductive material dispersion (high dispersibility), the conductive material may be well dispersed even in the slurry. Here, whether the conductive material dispersion has high dispersibility can be known through the particle size distribution of the conductive material in the conductive material dispersion. If the size distribution of the conductive material is too large, it means that the dispersion did not occur properly and some of the conductive materials aggregated with each other.

종래에는 상기 도전재 분산액을 용매에 희석시킨 뒤, 광산란(light-scattering) 방법을 통해 입자 사이즈 분포를 확인하여 도전재 분산액의 분산성을 평가하였다. 그러나, 이와 같은 방법은 별도의 용매가 요구되며, 용매로 희석하게 되면 분산된 입자들 사이에 작용하는 힘의 변화에 의해 도전재 크기 분포를 정확히 알 수 없다. Conventionally, after diluting the conductive material dispersion in a solvent, particle size distribution was checked through a light-scattering method to evaluate the dispersibility of the conductive material dispersion. However, this method requires a separate solvent, and when it is diluted with the solvent, the size distribution of the conductive material cannot be accurately known due to a change in the force acting between the dispersed particles.

따라서, 별도의 용매 추가 없이 간단한 방법으로 도전재 분산액의 분산성을 평가할 수 있는 방법이 요구된다.Therefore, there is a need for a method capable of evaluating the dispersibility of a conductive material dispersion by a simple method without adding a separate solvent.

본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는 별도의 용매 추가 없이 간단한 방법으로 도전재 분산액의 분산성을 평가할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.One problem to be solved by the present invention is to provide a method for evaluating the dispersibility of a conductive material dispersion liquid in a simple manner without adding a separate solvent.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 유리 기판 상에 스핀 코팅 방법으로 도전재 분산액을 도포하는 단계; 및 상기 도포된 도전재 분산액을 건조시키는 단계를 포함하며, 상기 도전재 분산액은 탄소나노튜브, 분산제 및 분산매를 포함하는 도전재 분산액의 분산성 평가 방법이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, the method comprising the steps of applying a conductive material dispersion on a glass substrate by a spin coating method; and drying the applied conductive material dispersion, wherein the conductive material dispersion is provided with a dispersibility evaluation method of the conductive material dispersion including carbon nanotubes, a dispersant, and a dispersion medium.

본 발명의 일 실시예에 따른 도전재 분산액의 분산성 평가 방법은 별도의 용매 추가 없이 분산성을 평가할 수 있으므로, 평가 공정이 간소화될 수 있다. 또한, 스핀 코팅으로 도전재 분산액을 유리 기판에 도포하는 것으로부터 육안으로 분산성을 정성적으로 평가 가능하므로, 정량적 평가 이전에 분산성에 대한 1차적인 판단이 가능하다.Since the dispersibility evaluation method of the conductive material dispersion according to an embodiment of the present invention can evaluate the dispersibility without adding a separate solvent, the evaluation process can be simplified. In addition, since dispersibility can be qualitatively evaluated with the naked eye from applying a conductive material dispersion to a glass substrate by spin coating, it is possible to first determine dispersibility before quantitative evaluation.

도 1은 스핀 코팅 방법에 의해 유리 기판 상에 도포된 도전재 분산액의 사진들이다.1 is a photograph of a conductive material dispersion applied on a glass substrate by a spin coating method.

이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail to help the understanding of the present invention.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventor may properly define the concept of the term in order to best describe his invention. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that there is.

본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The terminology used herein is used to describe exemplary embodiments only, and is not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.

본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present specification, terms such as "comprise", "comprising" or "have" are intended to designate the presence of an embodied feature, number, step, element, or a combination thereof, but one or more other features or It should be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, elements, or combinations thereof.

본 발명의 일 실시예에 따른 도전재 분산액의 분산성 평가 방법은 유리 기판 상에 스핀 코팅 방법으로 도전재 분산액을 도포하는 단계; 및 상기 도포된 도전재 분산액을 건조시키는 단계를 포함하며, 상기 도전재 분산액은 탄소나노튜브, 분산제 및 분산매를 포함할 수 있다. A method for evaluating dispersibility of a conductive material dispersion according to an embodiment of the present invention includes: applying a conductive material dispersion on a glass substrate by a spin coating method; and drying the applied conductive material dispersion, wherein the conductive material dispersion may include carbon nanotubes, a dispersant, and a dispersion medium.

상기 탄소나노튜브는 도전재에 해당한다. The carbon nanotube corresponds to a conductive material.

상기 탄소나노튜브의 직경은 9nm 내지 12nm일 수 있다. 상기 탄소나노튜브의 길이는 10㎛ 내지 70㎛일 수 있다. 상기 탄소나노튜브의 BET 비표면적은 180m2/g 내지 260m2/g일 수 있다. 그러나, 상기 범위들을 만족하는 경우에 있어서만 본 발명의 분산성 평가 방법이 적용되는 것은 아니다. The carbon nanotube may have a diameter of 9 nm to 12 nm. The carbon nanotubes may have a length of 10 μm to 70 μm. The BET specific surface area of the carbon nanotubes may be 180 m 2 /g to 260 m 2 /g. However, the dispersibility evaluation method of the present invention is not applied only when the above ranges are satisfied.

상기 분산제는 수소화 니트릴 부타디엔계 고무(Hydrogenated Nitrile Butadiene Rubber, H-NBR), 폴리비닐피롤리돈(Polyvinylpyrrolidone, PVP), 및 폴리비닐부티랄(Polyvinyl butyral, PVB)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 분산제는 수소화 니트릴 부타디엔계 고무일 수 있다. The dispersant is at least one selected from the group consisting of hydrogenated nitrile butadiene rubber (H-NBR), polyvinylpyrrolidone (PVP), and polyvinyl butyral (PVB). may include. Specifically, the dispersant may be a hydrogenated nitrile butadiene-based rubber.

상기 분산매는 N-메틸-2-피롤리돈(N-Methyl-2-Pyrrolidone, NMP), N,N-디메틸아세트아마이드(N,N-Dimethyl Acetamide, DMAc), N-디메틸포름아마이드(N-Dimethyl Formamide, DMF), 및 알코올류 분산매로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나일 수 있으며, 구체적으로 N-메틸-2-피롤리돈일 수 있다. The dispersion medium is N-methyl-2-pyrrolidone (N-Methyl-2-Pyrrolidone, NMP), N,N-dimethylacetamide (N,N-Dimethyl Acetamide, DMAc), N-dimethylformamide (N- Dimethyl Formamide, DMF), and may be at least one selected from the group consisting of an alcohol dispersion medium, specifically N-methyl-2-pyrrolidone.

상기 도전재 분산액의 점도는 20℃ 내지 35℃에서 7,000cps 내지 25,000cps일 수 있으며, 구체적으로 12,000cps 내지 18,000cps일 수 있으며, 더욱 구체적으로 14,000cps 내지 16,000cps일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우, 분산성 확인을 위한 스핀 코팅이 원활하게 이루어질 수 있다. The viscosity of the conductive material dispersion may be 7,000 cps to 25,000 cps at 20° C. to 35° C., specifically 12,000 cps to 18,000 cps, and more specifically 14,000 cps to 16,000 cps. When the above range is satisfied, spin coating for checking dispersibility may be smoothly performed.

상기 도전재 분산액은 상기 분산매에 탄소나노튜브 및 분산제를 투입한 뒤, 예비 교반(Pre-mixing)을 실시하고, 더욱 분산성을 높이기 위해 밀링(milling) 공정을 수행하여 최종적으로 형성될 수 있다. The conductive material dispersion may be finally formed by adding carbon nanotubes and a dispersing agent to the dispersion medium, performing pre-mixing, and performing a milling process to further increase dispersibility.

상기 유리 기판 상에 스핀 코팅 방법으로 도전재 분산액을 도포하는 단계는 상기 유리 기판을 회전시키고, 상기 유리 기판의 중심에 상기 도전재 분산액을 분사하여 상기 유리 기판 상에 도전재 분산액을 도포하는 것을 포함할 수 있다.The step of applying the conductive material dispersion on the glass substrate by a spin coating method includes rotating the glass substrate and spraying the conductive material dispersion on the center of the glass substrate to apply the conductive material dispersion on the glass substrate can do.

상기 도포된 도전재 분산액을 건조시키는 단계에 있어서, 상기 건조는 상기 도전재 분산액이 도포된 유리 기판을 열처리하는 것을 포함할 수 있다. 상기 열처리는 110℃ 내지 150℃의 온도로 수행될 수 있으며, 구체적으로 125℃ 내지 135℃의 온도로 수행될 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우, 분산액 내 용매가 효과적으로 제거될 수 있으며, 분산성을 확인하기 위한 적절한 코팅이 이루어질 수 있다. 상기 열처리는 0.5시간 내지 1시간 동안 수행될 수 있다.In the drying of the applied conductive material dispersion, the drying may include heat-treating the glass substrate to which the conductive material dispersion is applied. The heat treatment may be performed at a temperature of 110° C. to 150° C., specifically, at a temperature of 125° C. to 135° C. When the above range is satisfied, the solvent in the dispersion can be effectively removed, and an appropriate coating for confirming dispersibility can be made. The heat treatment may be performed for 0.5 hour to 1 hour.

상기 도포된 도전재 분산액을 건조시키는 단계 이후, 1차적으로 도전재 분산액의 분산성을 정성적으로 판단할 수 있다. 탄소나노튜브가 상기 도전재 분산액 상에서 고르게 분산되지 못하는 경우, 탄소나노튜브들끼리 응집되어 형성된 입자가 다수 존재하며, 탄소나노튜브 크기의 분포가 넓게 나타난다. 이렇게 분산성이 낮은 도전재 분산액을 스핀 코팅으로 상기 유리 기판 상에 도포하게 되면, 원심력에 의해 상기 도전재 분산액이 얇게 도포됨과 동시에, 탄소나노튜브들이 응집되어 형성된 큰 크기의 입자가 원심력에 의해 유리 기판 중심으로부터 바깥 방향으로 밀려나가면서 선형의 흔적을 남기게 된다. 반면, 상기 도전재 분산액 상에서 도전재가 고르게 분산된 경우, 탄소나노튜브들 간의 응집이 최소화되므로, 스핀 코팅 시에도 상기 선형의 흔적이 최소화될 수 있다. 즉, 상기 흔적의 유무 및 양에 따라 분산성을 정성적으로 평가할 수 있다.After the drying of the applied conductive material dispersion, the dispersibility of the conductive material dispersion may be first qualitatively determined. When the carbon nanotubes are not evenly dispersed in the conductive material dispersion, a large number of particles formed by agglomeration of the carbon nanotubes exist, and the carbon nanotube size distribution is wide. When the dispersion of a conductive material with low dispersibility is applied on the glass substrate by spin coating, the dispersion of the conductive material is thinly applied by centrifugal force, and at the same time, large-sized particles formed by agglomeration of carbon nanotubes are freed by centrifugal force. It leaves a linear trace as it is pushed outward from the center of the substrate. On the other hand, when the conductive material is evenly dispersed on the conductive material dispersion liquid, aggregation between the carbon nanotubes is minimized, and thus the linear trace can be minimized even during spin coating. That is, dispersibility can be qualitatively evaluated according to the presence and amount of the trace.

상기 도전재 분산액의 분산성 평가 방법은 상기 도포된 도전재 분산액의 광학 밀도를 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.The dispersibility evaluation method of the conductive material dispersion may further include measuring an optical density of the applied conductive material dispersion.

상기 광학 밀도는 필름농도계(X-rite densitometer)를 이용하여 측정될 수 있다. 구체적으로, 상기 필름농도계를 통해 유리 기판 상에 도포된 도전재 분산액에 가시광을 조사한 뒤, 광이 투과되는 정도를 통해 광학 밀도를 측정한다. 이 때, 도포되어 건조된 도전재 분산액의 몇몇 부분에 대해 광학 밀도를 측정한 뒤, 측정된 광학 밀도들의 평균을 내어 평균값을 계산한다. 도전재 분산액 내에서 도전재, 예를 들어 탄소나노튜브가 원활하게 분산되어 있지 않은 경우, 도포되어 건조된 도전재 분산액 사이에 유리 기판이 외부에 일부 노출되거나, 도전재 분산액 일부분은 타부분에 비해 상대적으로 얇은 두께로 도포되어 건조된 상태일 수 있다. 따라서, 도전재가 원활하게 분산되지 않는 경우, 필름농도계를 통해 도전재 분산액에 입사된 광이 쉽게 투과될 수 있으므로, 상기 측정 및 계산된 광학 밀도가 낮다. 반면, 도전재가 원활하게 분산된 경우, 도포되어 건조된 상기 도전재 분산액이 상대적으로 일정한 두께로 상기 유리 기판을 덮을 수 있다. 따라서, 이 경우, 도전재 분산액에 입사된 광이 상대적으로 투과되어 나오기 어려우므로, 측정 및 계산된 광학 밀도가 높다. 따라서, 도출된 광학 밀도의 상대적 비교를 통해서 분산성을 평가할 수 있다. 또는, 분산이 원활하게 이루어진 도전재 분산액의 광학 밀도를 알고 있는 상황에서, 상기 광학 밀도를 기준치로 삼고 제조되는 도전재 분산액들의 광학 밀도와 비교하여 분산성을 평가할 수도 있다. 예를 들어, 상기 기준치 광학 밀도가 3이라면, 제조된 도전재 분산액의 광학 밀도가 3이상인 것에 대해 높은 분산성을 가지는 것이라는 판단이 가능하다. The optical density may be measured using a film densitometer (X-rite densitometer). Specifically, after irradiating visible light to the conductive material dispersion applied on the glass substrate through the film densitometer, the optical density is measured through the degree of light transmission. At this time, after measuring the optical density of several portions of the applied and dried conductive material dispersion, the average value is calculated by averaging the measured optical densities. When the conductive material, for example, carbon nanotubes, is not smoothly dispersed in the conductive material dispersion, the glass substrate may be partially exposed to the outside between the applied and dried conductive material dispersion, or a part of the conductive material dispersion is compared to other parts. It may be applied to a relatively thin thickness and in a dried state. Therefore, when the conductive material is not smoothly dispersed, the light incident on the conductive material dispersion liquid through the film densitometer can easily be transmitted, so that the measured and calculated optical density is low. On the other hand, when the conductive material is smoothly dispersed, the applied and dried conductive material dispersion may cover the glass substrate with a relatively constant thickness. Accordingly, in this case, since light incident on the conductive material dispersion is relatively difficult to be transmitted through, the measured and calculated optical density is high. Therefore, dispersibility can be evaluated through the relative comparison of the derived optical densities. Alternatively, in a situation in which the optical density of the conductive material dispersion in which dispersion is smoothly made is known, dispersibility may be evaluated by comparing the optical density with the optical density of the conductive material dispersion prepared using the optical density as a reference value. For example, if the reference value optical density is 3, it is possible to determine that the prepared conductive material dispersion has high dispersibility with respect to an optical density of 3 or more.

실험예Experimental example

(1) 샘플(도전재 분산액)의 제조(1) Preparation of sample (conductive material dispersion)

1) 예비 샘플 제조1) Preliminary sample preparation

평균 직경이 12nm인 탄소나노튜브 70g과 H-NBR 14g을 3,416g의 NMP에 투입하여 혼합물을 형성하였다. 이 후, 예비 교반기(BTM-50, 이노우에 社)를 통해 상기 혼합물 3,500g을 4시간동안 예비 교반하여 예비 샘플을 제조하였다. 70 g of carbon nanotubes having an average diameter of 12 nm and 14 g of H-NBR were added to 3,416 g of NMP to form a mixture. Thereafter, 3,500 g of the mixture was pre-stirred for 4 hours through a preliminary stirrer (BTM-50, Inoue Co., Ltd.) to prepare a preliminary sample.

2) 샘플 1 제조2) Preparation of Sample 1

상기 예비 샘플 1,000g을 비드 밀(bead mill)(기기명, 회사명)을 통해 0.5시간 동안 밀링하여 샘플 1를 제조하였다.Sample 1 was prepared by milling 1,000 g of the preliminary sample through a bead mill (machine name, company name) for 0.5 hour.

3) 샘플 2 제조3) Preparation of Sample 2

상기 예비 샘플 1,000g을 비드 밀(기기명, 회사명)을 통해 1시간 동안 밀링하여 샘플 2을 제조하였다. Sample 2 was prepared by milling 1,000 g of the preliminary sample through a bead mill (machine name, company name) for 1 hour.

(2) 스핀 코팅 진행, 건조 및 분산성의 정성적 평가(2) Qualitative evaluation of spin coating progress, drying and dispersibility

유리 기판을 2,500rpm의 속도로 회전시킨 상태에서, 상기 샘플 1, 2를 각각 유리 기판의 중심에 1분 동안 2g 떨어뜨렸다. 이 후, 샘플이 도포된 유리 기판을 130℃의 오븐에서 1시간 동안 건조시켰다. 상기 결과를 도 1에 나타내었다.In a state in which the glass substrate was rotated at a speed of 2,500 rpm, 2 g of the samples 1 and 2 were dropped to the center of the glass substrate for 1 minute, respectively. Thereafter, the sample-coated glass substrate was dried in an oven at 130° C. for 1 hour. The results are shown in FIG. 1 .

(3) 광학 밀도 평가(3) Optical density evaluation

각각의 유리 기판 상에 도포된 샘플 1 및 2에 대해 광학 밀도를 평가하였다. 구체적으로, 도포된 샘플 1 및 2 각각을 2mm×2mm로 절단하여 시편을 만들고, 상기 시편을 일정한 영역을 가지는 9분할로 구분한 뒤(3×3), 각각의 영역에 대해 필름농도계(331C, X-rite)로 광학 밀도(OD, Optical Density)를 측정하였다. 이 후 측정된 9개의 측정값의 평균을 계산하여, 최종 광학 밀도를 도출하였다. The optical density was evaluated for Samples 1 and 2 applied on each glass substrate. Specifically, each of the coated samples 1 and 2 is cut to 2 mm × 2 mm to make a specimen, and the specimen is divided into 9 divisions having a certain area (3 × 3), and a film densitometer (331C, 331C, X-rite) to measure optical density (OD, Optical Density). Then, the average of the nine measured values was calculated to derive the final optical density.

(4) 저항 평가(4) resistance evaluation

각각의 유리 기판 상에 도포된 샘플 1 및 2에 대해 4 point probe 방법 으로 저항을 평가하였다. 결과를 표 1에 나타내었다. 탄소나노튜브가 도전재 분산액 내에서 분산이 고륵게 된 경우, 탄소나노튜브들간의 응집이 최소화되며, 탄소나노튜브들이 비교적 균일한 크기로 절단되어 탄소나노튜브들 간의 접점이 증가하게 되므로 전도성이 감소하여 저항이 증가하게 된다.The resistance was evaluated by a 4-point probe method for Samples 1 and 2 applied on each glass substrate. The results are shown in Table 1. When the carbon nanotubes are evenly dispersed in the conductive material dispersion, aggregation between the carbon nanotubes is minimized, and the carbon nanotubes are cut to a relatively uniform size so that the contact point between the carbon nanotubes increases, so that the conductivity is reduced. This will increase the resistance.

광학 밀도(D)Optical density (D) 저항(Ω/sq)Resistance (Ω/sq) 샘플 1sample 1 1.991.99 5050 샘플 2sample 2 3.043.04 100100

샘플 1과 샘플 2의 제조 과정을 고려할 때, 밀링 시간이 상대적으로 긴 샘플 2가 더 큰 분산성을 가지게 된다. 이를 확인해보기 위해, 상기 방법으로 광학 밀도를 도출한 결과, 샘플 2의 광학 밀도가 높았으며, 이는 도포 및 건조된 도전재 분산액이 유리 기판을 비교적 균일하게 덮고 있기 때문으로 보인다. 나아가, 분산성이 높은 샘플 2의 경우, 탄소나노튜브의 길이가 균일한 크기로 절단되므로, 탄소나노튜브들 간의 접점 증가에 의해 저항이 높게 측정되는 것을 확인하였다.Considering the manufacturing process of Sample 1 and Sample 2, Sample 2, which has a relatively long milling time, has greater dispersibility. In order to confirm this, as a result of deriving the optical density by the above method, the optical density of Sample 2 was high, which seems to be because the coated and dried conductive material dispersion liquid relatively uniformly covers the glass substrate. Furthermore, in the case of sample 2 with high dispersibility, since the carbon nanotubes were cut to a uniform size, it was confirmed that the resistance was measured to be high due to an increase in contact points between the carbon nanotubes.

따라서, 도전재 분산액의 분산성을 상기 방법을 통해 확인 가능함을 알 수 있다.Therefore, it can be seen that the dispersibility of the conductive material dispersion can be confirmed through the above method.

Claims (7)

유리 기판 상에 스핀 코팅 방법으로 도전재 분산액을 도포하는 단계; 및
상기 도포된 도전재 분산액을 건조시키는 단계를 포함하며,
상기 도전재 분산액은 탄소나노튜브, 분산제 및 분산매를 포함하는 도전재 분산액의 분산성 평가 방법.
applying a conductive material dispersion on a glass substrate by a spin coating method; and
Drying the applied conductive material dispersion,
The conductive material dispersion is a dispersibility evaluation method of a conductive material dispersion including carbon nanotubes, a dispersing agent, and a dispersion medium.
청구항 1에 있어서,
상기 도포된 도전재 분산액을 건조시키는 단계에 있어서,
상기 건조는 상기 도전재 분산액이 도포된 유리 기판을 110℃ 내지 150 ℃의 온도로 0.5시간 내지 1시간 동안 열처리하는 것을 포함하는 도전재 분산액의 분산성 평가 방법.
The method according to claim 1,
In the step of drying the applied conductive material dispersion,
The drying is a method for evaluating dispersibility of a conductive material dispersion comprising heat-treating the glass substrate coated with the conductive material dispersion at a temperature of 110° C. to 150° C. for 0.5 hour to 1 hour.
청구항 1에 있어서,
상기 도포된 도전재 분산액의 광학 밀도를 측정하는 단계를 더 포함하는 도전재 분산액의 분산성 평가 방법.
The method according to claim 1,
Dispersibility evaluation method of the conductive material dispersion further comprising the step of measuring the optical density of the applied conductive material dispersion.
청구항 3에 있어서,
상기 광학 밀도는 필름농도계를 이용하여 측정되는 도전재 분산액의 분산성 평가 방법.
4. The method according to claim 3,
The optical density is a dispersibility evaluation method of a conductive material dispersion liquid measured using a film densitometer.
청구항 1에 있어서,
상기 분산제는 수소화 니트릴 부타디엔계 고무, 폴리비닐피롤리돈, 및 폴리비닐부티랄로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 도전재 분산액의 분산성 평가 방법.
The method according to claim 1,
The dispersing agent is a method for evaluating dispersibility of a conductive material dispersion comprising at least one selected from the group consisting of hydrogenated nitrile butadiene rubber, polyvinylpyrrolidone, and polyvinylbutyral.
청구항 1에 있어서,
상기 분산매는 N-메틸-2-피롤리돈, N,N-디메틸아세트아마이드, N-디메틸포름아마이드, 및 알코올류 분산매로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나인 도전재 분산액의 분산성 평가 방법.
The method according to claim 1,
The dispersion medium is at least one selected from the group consisting of N-methyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylacetamide, N-dimethylformamide, and alcohol dispersion medium. Dispersibility evaluation method of a conductive material dispersion.
청구항 1에 있어서,
상기 도전재 분산액의 점도는 20℃ 내지 35℃에서 7,000cps 내지 25,000cps인 도전재 분산액의 분산성 평가 방법.
The method according to claim 1,
The viscosity of the conductive material dispersion is 7,000 cps to 25,000 cps at 20° C. to 35° C. Dispersibility evaluation method of the conductive material dispersion.
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