[發(fā)明專利]一種復(fù)合導(dǎo)電劑及其制備方法、鋰離子電池正極

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811560474.6
• 申請日: 2018-12-20
• 公開（公告）號: CN109768279A
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭丹;程君;陳啟多;陳星;劉晶
• 申請（專利權(quán)）人: 上海力信能源科技有限責(zé)任公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/13;H01M10/0525
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發(fā)明公開了一種復(fù)合導(dǎo)電劑及其制備方法、鋰離子電池正極，該復(fù)合導(dǎo)電劑，包括以下重量百分比的各組分：導(dǎo)電炭黑0.5～1.6％；碳納米管0.28～0.56％；石墨烯0.12～0.24％；分散劑0.5～0.8％；溶劑97.5～97.9％；一種復(fù)合導(dǎo)電劑的制備方法，包括以下步驟：1)按照配方量，制成復(fù)合粉料；2)將復(fù)合粉料加入到溶劑中，得到混合物；3)將混合物進(jìn)行超聲分散，得到復(fù)合導(dǎo)電劑。本發(fā)明的優(yōu)點是由于包括導(dǎo)電炭黑、碳納米管及石墨烯，導(dǎo)電炭黑的粒徑較小，呈點狀連接，碳納米管呈線狀連接，石墨烯呈面狀連接，三者之間充分發(fā)揮耦合作用，提高正極活性物質(zhì)的克容量，從而優(yōu)化磷酸鐵鋰電池的倍率和循環(huán)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復(fù)合導(dǎo)電劑領(lǐng)域，特別是涉及一種復(fù)合導(dǎo)電劑及其制備方法、鋰離子電池正極。

背景技術(shù)

目前，磷酸鐵鋰電池具有能量密度高、循環(huán)性能長、安全性好、低成本等優(yōu)點，在儲能系統(tǒng)和電動汽車等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。但磷酸鐵鋰電池在高倍率放電時，電芯內(nèi)部發(fā)熱造成循環(huán)性能性能下降，為了提高磷酸鐵鋰的循環(huán)性能，會增加正負(fù)極漿料中導(dǎo)電炭黑的含量，但這樣在降低電池發(fā)熱的同時，也降低了電池的能力密度，降低了鋰離子電池的性能。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對上述問題，本發(fā)明的目的之一是提供一種復(fù)合導(dǎo)電劑，以解決電池性能降低的技術(shù)問題。

本發(fā)明的目的之二是提供一種復(fù)合導(dǎo)電劑的制備方法。

本發(fā)明的目的之三是提供一種鋰離子電池正極。

技術(shù)方案：

一種復(fù)合導(dǎo)電劑，包括以下重量百分比的各組分：

徑較小，呈點狀連接，碳納米管呈線狀連接，石墨烯呈面狀連接，三者之間充分發(fā)揮耦合作用，形成立體的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，提高正極活性物質(zhì)的克容量，降低鋰離子電池的直流內(nèi)阻，從而優(yōu)化磷酸鐵鋰電池的倍率和循環(huán)性能，另外，石墨烯的加入，可以提高鋰離子電池正極的壓實密度。

在其中一個實施例中，所述分散劑為聚乙烯吡咯烷酮，所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮。

在其中一個實施例中，導(dǎo)電炭黑、碳納米管、石墨烯的重量比為1.6:0.28:0.12。

一種復(fù)合導(dǎo)電劑的制備方法，包括以下步驟：

1)按照配方量，采用水熱法制成導(dǎo)電炭黑、碳納米管、石墨烯的復(fù)合粉料；

2)將復(fù)合粉料加入到溶劑中，后將分散劑加入到溶劑中，得到混合物；

3)將混合物進(jìn)行超聲分散，即得到復(fù)合導(dǎo)電劑。由于采用水熱法將碳納米管、導(dǎo)電炭黑和石墨烯進(jìn)行混合，形成三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，后與分散劑混合，使混合均勻，后加入溶劑后進(jìn)行超聲分散，使碳納米管、導(dǎo)電炭黑和石墨烯得到充分混合分散，得到性能穩(wěn)定的復(fù)合導(dǎo)電劑。

在其中一個實施例中，步驟1)中，水熱法具體為：在水熱釜中加入導(dǎo)電炭黑和去離子水，室溫下攪拌10～20min，加入碳納米管繼續(xù)室溫攪拌10～20min，加入石墨烯后繼續(xù)室溫攪拌15～30min，后在180～200℃下攪拌3～4h，得到的產(chǎn)物冷卻至室溫，經(jīng)過過濾、洗滌、干燥后，放入管式爐中，在氮氣氣氛下升溫至500～600℃，恒溫2～3h，后冷卻至室溫，即得到復(fù)合粉料。

在其中一個實施例中，步驟3)中，超聲分散的分散頻率為40～50Hz，分散時間為1～1.5h。

一種鋰離子電池正極，包括集流體及涂覆在集流體上的電極材料層，電極材料層包括正極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑及復(fù)合導(dǎo)電劑。由于鋰離子電池正極中含有復(fù)合導(dǎo)電劑，能夠提高電極材料層的克容量，提高碳酸鐵鋰電池的倍率和循環(huán)性能。

在其中一個實施例中，正極活性物質(zhì)和復(fù)合導(dǎo)電劑的重量比為(95.0～97.0)：(1～2)。