[發明專利]一種復合導電劑、其制備方法及在正極漿料的應用

有效

• 申請號: 201711218949.9
• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN109841834B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 姚淦;黃明
• 申請（專利權）人: 橫店集團東磁股份有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明公開了一種復合導電劑、其制備方法及在正極漿料中的應用。所述復合導電劑為復合導電漿料，所述復合導電漿料中的溶劑為有機溶劑，導電粒子包括乙炔黑、導電石墨、納米碳纖維、碳納米管和石墨烯；而且，所述乙炔黑和導電炭黑的質量比為1:(0.2～5)，納米碳纖維、碳納米管和石墨烯的質量比為1:(0.2～5):(0.2～5)。本發明的復合導電劑既具有很好的點線面全方位導電網絡，又使復合導電劑中的導電粒子與活性物質形成更大的接觸點，能夠大幅提高電極片的導電性能，減輕極片極化及降低電池內阻，改善電池性能。

技術領域

本發明涉及正極材料用導電劑的制備技術領域，涉及一種復合導電劑、其制備方法及應用，尤其涉及一種復合導電劑、其制備方法及在正極漿料的應用。

背景技術

三元正極材料主要運用于汽車動力電池中。作為鋰離子電池的正極材料，必須保證電極材料是離子和電子的良好混合導體，而加入一定量的導電物質，在活性物質之間、活性物質與集流體之間起到收集微電流的作用，減小電極的接觸電阻，加速電子的移動速率，同時也能有效地提高鋰離子在電極材料中的遷移速率，從而提高電極的充放電效率。

目前正極材料加入的導電劑主要有乙炔黑、炭黑、納米碳纖維、石墨導電劑和石墨烯等。但是這些常規的導電劑存在單獨使用不能形成導電網或者不能與活性材料產生良好的接觸點，導電性差、電阻高和容易電極極化的問題。另外，常規導電劑由于制作工藝和長時間空氣中存放，會在表面形成脂類物質影響導電性，常規導電劑在正極漿料中不容易均勻分散，這兩個問題均制約了導電劑在制備極片及電池的應用。

CN 105958074 A公開了一種石墨烯復合導電劑，其各組分的質量份數為：80-120份石墨烯、20-45份乙炔黑、30-45份壬基酚聚氧乙烯醚、10-25份單乙醇胺、200-300份溶劑、2-3份助劑、7-10份導電高分子劑、2-4份玻璃微珠和3-8份乙酰丙酮銥。其獲得的導電劑電子傳導能力強且熱量傳導均勻，摻雜到鋰離子電池里面具有將強的吸液保液能力，鋰離子電池2C倍率提高了6-10％。但是，其只形成了點狀導電，不行形成點線面的導電網絡，導電性差、內阻高、和容易電極極化，不經活化和表面清理的導電劑在制備成導電漿料后，在空氣中較長時間放置，使得表面形成一種脂類物質，在一定程度上會影響自身的導電性。

發明內容

針對現有技術中存在的上述問題，本發明的目的在于提供一種復合導電劑及其制備方法。本發明的復合導電劑既具有很好的點線面全方位導電網絡，又使復合導電劑中的導電粒子與活性物質形成更大的接觸點，能夠大幅提高電極片的導電性能，減輕極片極化及降低電池內阻，改善電池性能。

為達上述目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供一種復合導電劑，所述復合導電劑為復合導電漿料，所述復合導電漿料中的溶劑為有機溶劑，導電粒子包括乙炔黑、導電石墨、納米碳纖維(VGCF)、碳納米管和石墨烯；

其中，乙炔黑和導電炭黑的質量比為1:(0.2～5)，納米碳纖維、碳納米管和石墨烯的質量比為1:(0.2～5):(0.2～5)。

本發明的復合導電劑中，乙炔黑和導電炭黑的質量比為1:(0.2～5)，例如1:0.2、1:0.5、1:0.7、1:1、1:1.5、1:1.8、1:2、1:2.5、1:3、1:3.3、1:3.5、1:4、1:4.5或1:5等，優選為1:1。

本發明的復合導電劑中，納米碳纖維、碳納米管和石墨烯的質量比為1:(0.2～5):(0.2～5)，例如1:0.2:1、1:0.5:1、1:0.5:2、1:1:1、1:1:0.5、1:1:2、1:1:3、1:1:5、1:2:0.5、1:2:1、1:2:2、1:2:4、1:2:5、1:3:1、1:3:2、1:3:3、1:3:5、1:4:1、1:4:2或1:4:5等。