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2021年3月8日
东丽株式会社
兼具高流动性与高导电性的超薄石墨烯分散液研发成功

东丽株式会社(总部:东京都中央区,社长:日觉昭广,以下简称“东丽”),此前成功研发出兼具高浓度及流动性优良的超薄石墨烯1)分散液。本项开发产品,由于能够充分发挥石墨烯具有的高导电性等优良特性,可以推广到电池材料、布线材料、涂料等各种用途。为早日达成实用化的目标,目前正在推进着研究及技术开发。 石墨烯是由碳原子构成的纳米级超薄片状二维材料,具有容易均匀排列的特性,是具有优良的导电性、导热性、阻隔性的新一代功能性材料。通过涂布石墨烯或与其它材料相混合,可以赋予材料新的功能。 东丽一直致力于以廉价的石墨原料制作超薄的高品质石墨烯的技术研发。石墨烯越薄,在涂布时的覆盖性以及和其它材料的混合性越好,越能够良好地发挥其特长,但越薄越容易聚集,高浓度时呈粘土状、流动性恶化。因高浓度粘土状不易涂布或混合,因此必须将其稀释成低浓度溶液后再使用,这样也不利于发挥石墨烯本来的特长,成为一个技术难题。 东丽为抑制因石墨烯之间的相互作用而造成的聚集,通过添加独特的高分子材料而成功开发了粘度可控的分散技术,从而成功提高了高浓度的超薄石墨烯分散液的流动性(图)。本项开发产品因其高浓度且流动性良好的特性,使用便捷,不必稀释后再涂布,利于发挥高导电性等的优点。而且,由于分散性高而便于搅拌,更容易与其它材料相混合。 例如本项开发产品用作锂离子二次电池的导电材料,更容易与正极材料混合,在正极之间掺杂石墨烯,可提高导电性。由此在电池反复充电放电之际,抑制了因导电通路的劣化造成的电池容量下降,从而延长了电池的寿命。用于电动汽车的高性能电池的导电助剂中,以往一直使用碳纳米管(CNT),但本公司的电池评价结果确认,与CNT相比,使用本项开发产品使电池寿命提高了1.5倍。 而且,本项开发产品在涂布干燥时,石墨烯通过积层形成了致密的膜。这种致密膜不会像金属那样生锈,有望作为耐久性优良的导电布线材料而应用于可印刷电子器件的布线。而且,与防腐涂料混合后,可有效阻挡造成生锈原因的水分或氧气的透过从而提高耐久性等,有望在更广泛的领域大显身手。 东丽今后仍将不懈地推进研发活动,推出有助于从根本上改变社会的革新性材料和技术,致力于实现“我们通过创造新的价值为社会作贡献”的企业理念。

【用语说明】
1)石墨烯:
碳原子以蜂窝状结合而成的片状物质,复数片层叠的物质也称为石墨烯。本公司开发的石墨烯为10层左右的石墨烯。
【参考】
图:通过独特的分散剂提高石墨烯分散液的流动性能