[發明專利]一種含石墨烯的鋰電池導電漿料及其制備方法

有效

• 申請號: 201811606957.5
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN109728301B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 許健君;黃書宇;孫培育
• 申請（專利權）人: 寧波杉元石墨烯科技有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M10/0525;H01B1/24
• 代理公司: 上海韌辰專利代理有限公司 31331
• 代理人: 劉秋蘭

本發明提供一種含石墨烯的鋰電池導電漿料及其制備方法,通過由包含氧化還原法制備的石墨烯一和液相剝離法制備的石墨烯二組成的石墨烯的鋰電池導電漿料,二者電子導電和離子導電相互配合協同，形成完善的導電網絡，有效的提升整體導電性能。

技術領域

本發明屬于新能源鋰電池導電漿料領域，具體涉及一種含石墨烯的鋰電池導電漿料及其制備方法。

背景技術

隨著能源與環境問題的日益顯著，開發新能源、推廣電動工具已經成為市場導向，而這些新興技術的開發離不開儲能器件的發展，鋰離子電池作為目前最為重要的儲能器件，得到了廣大產業界和研究者的青睞。而目前廣泛應用的鋰離子電池正極材料包括三元材料、磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰等，正極材料的電導率較低，需要在材料顆粒間添加適量的導電劑構建致密的導電網絡，為電子傳輸提供快速通道。目前采用的導電劑多為導電炭黑、碳納米管、石墨烯或幾者復配的導電劑，添加了各種分散劑或表面活性劑，電池體系中反應較為復雜，如果額外添加其它分散劑或表面活性劑容易造成安全隱患，而各種導電劑復配中以碳納米管和石墨烯復配效果優勢較明顯，而碳納米管存在團聚現象較嚴重，且其粘度隨時間變化會變大，在產業化涂覆中存有問題。石墨烯在鋰離子電池中的應用機制是通過與活性物質“面點”接觸，石墨烯具有較低的導電閾值，當使用量較少時就可以大幅度提高電極的電子導電率，減少導電劑用量，提高電池的體積能量密度。但同時，石墨烯的二維平面結構又會對電極內部的鋰離子傳輸產生“位阻效應”，高倍率條件下阻礙鋰離子電池性能的發揮。氧化還原法制備的石墨烯，因在氧化石墨烯這一步時，其表面含有大量官能團，而在還原后，此官能團位點容易形成石墨烯缺陷，影響其長程導電性能。

發明內容

本發明的目的是通過采用氧化還原法制備的石墨烯一,與采用液相剝離法制備的石墨烯二，雙法聯合制備出石墨烯導電漿料，解決石墨烯導電劑中離子傳輸與電子導電的問題,具體方案如下:

一種含石墨烯的鋰電池導電漿料,所述鋰電池導電漿料包含石墨烯,所述石墨烯由氧化還原法制備的石墨烯一和液相剝離法制備的石墨烯二組成。

可選的，所述石墨烯二與石墨烯一的質量比在之間。

可選的，所述石墨烯一的粒徑D50為

可選的，所述石墨烯二的粒徑D50為

一種所述鋰電池導電漿料的制備方法，包括如下步驟：

(1)將氧化還原法制備的還原氧化石墨烯粉體、分散劑一和溶劑一混合后的混合物通過砂磨機進行研磨，獲得石墨烯一的漿料；

(2)將膨脹石墨粉體、分散劑二和溶劑二混合后的混合物通過砂磨機進行研磨，獲得石墨烯二的漿料；

(3)將所述(2)制得的石墨烯二的漿料與所述(1)制得的石墨烯一的漿料進行混合分散。

可選的，所述還原氧化石墨烯粉體的比表面積為

可選的，所述分散劑一和分散劑二為聚偏氟乙烯。

可選的，所述溶劑一和溶劑二為N－甲基吡咯烷酮。

可選的，所述石墨烯粉體的質量百分比為所述分散劑一的質量百分比為所述膨脹石墨粉體的質量百分比為所述分散劑二的質量百分比為

可選的，所述還原氧化石墨烯粉體通過如下方式制備獲得：下向濃硫酸中加入天然鱗片石墨，攪拌完全溶解后，加入高錳酸鉀，在攪拌然后溫度控制在攪拌加水稀釋反應液，加入雙氧水攪拌，過濾，用酸和水充分洗滌至PH值至干燥，氣流磨粉碎，得到氧化石墨烯粉末后，肼還原。