[發明專利]一種石墨烯導電劑

在審

• 申請號: 201711042354.2
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107785585A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 朱洋;邵蓉
• 申請（專利權）人: 南京旭羽睿材料科技有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于石墨烯制備和應用技術領域，具體為一種一種石墨烯導電劑。

背景技術

鋰離子電池具有比容量大、放電電壓高而平穩、低溫性能好、環境友好、安全、壽命長、自放電微弱等鎳氫、鎳鎘二次電池無可比擬的優點。自1991年問世以來，經過多年的發展，鋰離子電池已經主導了小型便攜電池的市場，如大家熟知的移動電話、筆記本電腦、小型攝像機等的電池。隨著鋰離子電池的性能的完善，待以時日鋰離子電池必將進入大型動力電池的市場，如電動汽車的電池。鋰電池體積相對較小，其對導電劑的導電性能的要求更高。目前，通常是通過增加導電劑中的金屬粉含量來提高其導電性能。然而，增加金屬粉的含量不僅會造成成本的顯著增加，還會降低樹脂的含量，從而降低導電劑的力學性能，不利于導電劑的應用。因此，必須尋求新的技術方法以增加導電劑的導電性能。

目前常用的鋰離子電池導電劑有乙炔黑、碳黑、人造石墨、天然石墨和石墨烯等。乙炔黑是由呈球形的無定形碳顆粒組成的鏈狀物，是目前使用最為廣泛的導電劑，價格低廉，但為了達到增強電極活性物質間相互接觸的目的，所需要的添加量較大，從而造成電極容量的下降；碳納米管是呈線型的一維碳質材料，與乙炔黑相比，碳納米管具有更佳的導電性能且添加量少，但目前碳納米管的價格昂貴，且作為導電劑使用時存在分散困難的缺點。

所以，提供一種新的技術方法以增加導電劑的導電性成為我們要解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種石墨烯太陽能電池，以解決上述背景技術中提出的傳統疊層太陽能電池連接層，光透過率差，界面穩定性差，電學性能差的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

作為本發明的一個方面提供了一種石墨烯導電劑，所述石墨烯導電劑各組分的質量份數為：70-100份石墨烯、30-80份環氧樹脂、 10-20份單乙醇胺、10-20份三乙烯四胺、10-20水、20-30份乙醇、 12-15份丁內酯、12-18份N，N-二乙基乙醇胺、5-10份丙酮、10-20 份四氫呋喃、2-5份羥乙基纖維素、1-3份殼聚糖、2-6份海藻泥、 2-8份硅烷偶聯劑、5-30份碳納米管。

本發明的石墨烯導電劑原料組分優選的配比范圍是：80-90份石墨烯、40-70份環氧樹脂、12-18份單乙醇胺、12-18份三乙烯四胺、 12-18份水、18-28份乙醇、14-15份丁內酯、14-16份N，N-二乙基乙醇胺、6-8份丙酮、12-18份四氫呋喃、3-5份羥乙基纖維素、 2-3份殼聚糖、2-5份海藻泥、3-8份硅烷偶聯劑、10-25份碳納米管。

本發明的石墨烯導電劑原料組分進一步的優選的配比范圍是： 82-88份石墨烯、45-60份環氧樹脂、13-17份單乙醇胺、14-18份三乙烯四胺、15-17份水、20-26份乙醇、14-15份丁內酯、14-15份N，N-二乙基乙醇胺、6-7份丙酮、13-15份四氫呋喃、3-4份羥乙基纖維素、2-3份殼聚糖、2-4份海藻泥、3-6份硅烷偶聯劑、15-22 份碳納米管。

本發明的石墨烯導電劑原料組分最佳配比范圍是：85份石墨烯、 50份環氧樹脂、15份單乙醇胺、16份三乙烯四胺、16份水、22份乙醇、14份丁內酯、15份N，N-二乙基乙醇胺、7份丙酮、14份四氫呋喃、4份羥乙基纖維素、2份殼聚糖、4份海藻泥、5份硅烷偶聯劑、20份碳納米管。

優選的，所述的石墨烯為粒徑分布于100納米-10微米的黑色粉末，是由單層-1000層相平行或接近于平行的石墨烯片層構成的碳質材料，比表面積為50-1500㎡/g。

優選的，所述碳納米管為單壁碳納米管。

作為本發明的另一個方面，提供了一種石墨烯導電劑的制備方法，所述石墨烯的制備包括以下步驟：

S1、取定量的單乙醇胺、三乙烯四胺、水、乙醇、丁內酯、N， N-二乙基乙醇胺、丙酮、四氫呋喃充分混合均勻，得到混合溶劑，混合溶劑后按7：3的比例分為溶劑A和溶劑B；

S2、將石墨烯、環氧樹脂與溶劑A混合，超聲分散，20-30分鐘，得到混合液C；

S3、將羥乙基纖維素、殼聚糖、海藻泥、硅烷偶聯劑與溶劑B混合，在50℃下攪拌60分鐘，得到混合液D；

S4、將步驟S2得到的混合液C與步驟S3中得到的混合液D攪拌混合并加入碳納米管，得到石墨烯導電劑。