[發明專利]用于鋰二次電池的正極負極導電添加劑及其制備方法和相關鋰二次電池的制備方法

有效

• 申請號: 201010595726.6
• 申請日: 2010-12-09
• 公開（公告）號: CN102544502A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 劉兆平;周旭峰;秦志鴻
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M10/058
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 袁忠衛

1.一種用于鋰二次電池的正極負極導電添加劑，其特征在于采用石墨烯導電添加劑，為純石墨烯或者石墨烯與其它導電材料的混合物，所述的石墨烯與其它導電材料的混合物中，石墨烯所占的質量百分比在1％-99％之間。

2.根據權利要求1所述的用于鋰二次電池的正極負極導電添加劑，其特征在于：所述的石墨烯導電添加劑為粉體，或者為分散于水或有機溶劑中的石墨烯導電添加劑漿料，或者為分散于含有分散劑的水或有機溶劑中的石墨烯導電添加劑漿料，所述的石墨烯導電添加劑漿料中石墨烯或石墨烯與其它導電材料的混合物的質量百分比為0.5％-30％，所述的分散劑在石墨烯導電添加劑漿料中的質量百分含量為0.1％-10％。

3.根據權利要求2中所述的用于鋰二次電池的正極負極導電添加劑，其特征在于：所述的石墨烯為單原子層石墨，或原子層數在2-15層之間的石墨烯納米片，其片層橫向尺寸在0.1-100μm之間。

4.根據權利要求2或者3權利要求所述的用于鋰二次電池的正極負極導電添加劑，其特征在于：所述的其它導電材料至少為導電石墨、導電碳黑、乙炔黑、Super?P-Li、碳納米管(CNTs)、碳納米纖維(VGCF)、導電銀顆粒、導電銅顆粒、導電鋁顆粒、導電銀纖維、導電銅纖維、導電鋁纖維中的一種，或幾種的組合。

5.根據權利要求2或者3權利要求所述的用于鋰二次電池的正極負極導電添加劑，其特征在于：所述的有機溶劑為N-甲基吡咯烷酮、乙醇或、丙酮、吡啶、苯胺、環戊烷、環己烷、正丁基環戊環烷、2，2-二甲基己烷、2，3-二甲基己烷、2，4-二甲基戊烷、五甲基庚烷中的一種或幾種的組合。

6.根據權利要求2或者3權利要求所述的用于鋰二次電池的正極負極導電添加劑，其特征在于：所述的分散劑至少為聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、Pluoronic?F127、Pluoronic?P123、Pluronic?F68、聚氧乙烯月桂醚中的一種，或幾種的組合。

7.一種用于鋰二次電池的正極負極導電添加劑的制備方法，其特征在于該方法按以下各自步驟選擇進行：

(1)石墨烯導電添加劑粉體通過如下兩種方法的一種制備：

將石墨烯粉體與其它導電材料粉體通過機械混合得到復合物粉體，使所述的石墨烯與其它導電材料的混合物，其石墨烯所占的質量百分比在1％-99％之間；

或者是，

是將石墨烯，或者石墨烯與其它導電材料的混合物加入水或有機溶劑，或者是將石墨烯，或者石墨烯與其它導電材料的混合物加入含有分散劑的水或有機溶劑中，通過超聲處理或機械混合，或上述超聲處理或機械混合組合形成均勻分散的膠體，再通過離心、抽濾或壓濾中的一種方法得到濃縮的導電添加劑漿料，進一步干燥除去殘余水或溶劑及分散劑，得到石墨烯導電添加劑粉體材料，使所述的石墨烯與其它導電材料的混合物，其石墨烯所占的質量百分比在1％-99％之間；

(2)分散于水或有機溶劑中的導電添加劑漿料通過以下方法制備：

將石墨烯，或者石墨烯與其它導電材料的混合物加入水或有機溶劑中，所述的石墨烯與其它導電材料的混合物中，石墨烯所占的質量百分比在1％-99％之間，通過超聲處理或機械混合，或者上述超聲處理或機械混合法的組合形成均勻分散的膠體，再通過離心、抽濾或壓濾中的一種方法濃縮后得到導電添加劑漿料，所述的石墨烯導電添加劑漿料中石墨烯或石墨烯與其它導電材料的混合物的質量百分比為0.5％-30％；

(3)分散于含有分散劑的水或有機溶劑中的石墨烯導電添加劑漿料通過以下方法制備：

先將分散劑溶解于水或有機溶劑中，隨后加入石墨烯，或者石墨烯與其它導電材料的混合物，所述的石墨烯與其它導電材料的混合物中，石墨烯所占的質量百分比在1％-99％之間，通過超聲處理或機械混合，或這上述超聲處理或機械混合的組合形成均勻分散的膠體，再通過離心、抽濾或壓濾中的一種方法濃縮后得到導電添加劑漿料，所述的石墨烯導電添加劑漿料中石墨烯或石墨烯與其它導電材料的混合物的質量百分比為0.5％-30％，所述的分散劑在石墨烯導電添加劑漿料中的質量百分含量為0.1％-10％。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于機械混合對于粉體采用球磨、砂磨或干法攪拌中的一種。

9.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于機械混合對于液相采用高能攪拌、高速剪切或砂磨中的一種。