[發明專利]一種石墨烯復合導電漿料、其制備方法及應用

在審

• 申請號: 201710787332.2
• 申請日: 2017-09-04
• 公開（公告）號: CN107689452A
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 李秋麗;張凌;孫淑華
• 申請（專利權）人: 多凌新材料科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙)32256
• 代理人: 王茹,王鋒

1.一種石墨烯復合導電漿料，其特征在于包括按照重量份計算的如下組分：石墨烯1～6份、非片狀導電劑1～6份、分散劑0～1份以及溶劑90～95份，且在所述石墨烯復合導電漿料中非片狀導電劑至少部分嵌入石墨烯片層之間。

2.根據權利要求1所述的石墨烯復合導電漿料，其特征在于：所述非片狀導電劑包括導電炭黑、導電石墨、碳納米管和碳纖維中的任意一種或兩種以上的組合；和/或，所述分散劑包括非離子型表面活性劑；優選的，所述分散劑包括聚乙烯吡咯烷酮和/或聚乙二醇；和/或，所述溶劑包括N-甲基吡咯烷酮和/或去離子水。

3.根據權利要求1或2所述的石墨烯復合導電漿料，其特征在于還包括粘度調節劑；優選的，所述粘度調節劑包括聚偏氟乙烯、羧甲基纖維素鈉、聚四氟乙烯和聚乙烯醇中的任意一種或兩種以上的組合。

4.根據權利要求1所述的石墨烯復合導電漿料，其特征在于：所述石墨烯為膨脹石墨經分散剝離后制得；優選的，所述膨脹石墨包括由可膨脹石墨膨脹100～400倍形成的蠕蟲石墨，粒徑為30～800目。

5.一種石墨烯復合導電漿料的制備方法，其特征在于包括：

(1)將膨脹石墨、分散劑和溶劑混合均勻，并進行剪切剝離，制得第一漿料；

(2)將非片狀導電劑加入所述第一漿料中，之后至少通過研磨方式進行部分插層處理，使非片狀導電劑至少部分嵌入石墨烯之間，并與石墨烯均勻分散，制得第二漿料。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)具體包括：將膨脹石墨、分散劑和溶劑混合均勻，并以500～1000r/min的轉速進行剪切分散處理5～60分鐘，之后以1000～3000r/min的轉速在砂磨機中進行剪切剝離處理5～60分鐘，制得所述第一漿料；優選的，以砂磨機進行所述的剪切剝離處理，其中所述研磨機采用鋯珠的粒徑為0.3～3.0mm；優選的，所述膨脹石墨為可膨脹石墨膨脹100～400倍得到的蠕蟲石墨，粒徑為30～800目；優選的，所述分散劑包括非離子型表面活性劑；尤其優選的，所述分散劑包括聚乙烯吡咯烷酮和/或聚乙二醇；優選的，所述溶劑包括N-甲基吡咯烷酮和/或去離子水。

7.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)具體包括：將非片狀導電劑加入所述第一漿料中，之后采用砂磨機以800～3000r/min的轉速進行研磨插層處理30～60分鐘，制得所述第二漿料；優選的，所述非片狀導電劑包括導電炭黑、導電石墨、碳納米管和碳纖維中的任意一種或兩種以上的組合。

8.根據權利要求5-7中任一項所述的制備方法，其特征在于還包括：以粘度調節劑對所述第二漿料的粘度進行調節，獲得所述石墨烯復合導電漿料；優選的，所述石墨烯復合導電漿料的粘度為500～5000mPa·s；優選的，所述粘度調節劑包括聚偏氟乙烯、羧甲基纖維素鈉、聚四氟乙烯和聚乙烯醇中的任意一種或兩種以上的組合。

9.由權利要求5-8中任一項所述的方法制備的石墨烯復合導電漿料；優選的，所述石墨烯復合導電漿料包括按照重量份計算的如下組分：石墨烯1～6份、非片狀導電劑1～6份、分散劑0～1份以及溶劑90～95份，且在所述石墨烯復合導電漿料中非片狀導電劑至少部分嵌入石墨烯片層之間。

10.權利要求1-4、9中任一項所述的石墨烯復合導電漿料于鋰離子電池中的應用；優選的，所述應用包括：將所述石墨烯復合導電漿料用于鋰離子電池正極活性材料或鋰離子電池正極負性材料的導電劑；優選的，所述鋰離子電池正極活性材料包括磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰和鎳鈷鋁酸鋰中的任意一種或兩種以上的組合；優選的，所述鋰離子電池負極活性材料包括石墨、中間相碳微球、金屬氧化物、硅、硅/碳中的任意一種或兩種以上的組合。