[發(fā)明專利]一種石墨烯復(fù)合導(dǎo)電劑及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201911343297.0
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN111162277A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 潘中海;劉彩風(fēng)
• 申請（專利權(quán)）人: 天津?qū)毰d威科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明是一種石墨烯復(fù)合導(dǎo)電劑，其特征在于，該導(dǎo)電劑組分及各組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)如下：石墨烯80?100份、碳納米管15?25份、科琴黑5?10份、乙炔黑15?25份、環(huán)氧樹脂20?30份、單乙醇胺10?15份、陰離子型表面活性劑8?10份、陽離子型表面活性劑8?10份、非離子型表面活性劑2?5份、助劑2?4份、溶劑150?250份。本發(fā)明利用石墨烯優(yōu)良的導(dǎo)電性，提高電極材料的容量，降低電池內(nèi)阻，提高電池循環(huán)壽命；并且經(jīng)陽離子型表面活性劑、陰離子型表面活性劑和非離子型表面活性劑處理，使得石墨烯和碳納米管、科琴黑、乙炔黑之間可形成穩(wěn)定且導(dǎo)電性能優(yōu)異的復(fù)合物，最終使得石墨烯復(fù)合導(dǎo)電劑具有較好的導(dǎo)電性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及導(dǎo)電劑領(lǐng)域，尤其涉及一種石墨烯復(fù)合導(dǎo)電劑及其制備方法。

背景技術(shù)

鋰離子電池具有高比能量、無記憶效應(yīng)等優(yōu)點，近年來又作為新能源得到人們的青睞，從而飛速發(fā)展，隨著技術(shù)的成熟，人們對鋰離子電池的要求也越來越高。現(xiàn)有技術(shù)的鋰離子電池主要使用導(dǎo)電石墨、乙炔黑作為導(dǎo)電劑，乙炔黑是由呈球形的無定形炭顆粒組成的鏈狀物，是目前使用最為廣泛的導(dǎo)電劑，價格低廉，但為了達到增強電極活性物質(zhì)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，然而，僅使用這些材料使得電導(dǎo)率較低，要其保持良好的大倍率充放電特性、較長的使用壽命，這就要求作為鋰離子電池重要組成部分的導(dǎo)電劑發(fā)揮其重要作用來改善電池的性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種石墨烯復(fù)合導(dǎo)電劑及其制備方法。

本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案：一種石墨烯復(fù)合導(dǎo)電劑，其特征在于，該導(dǎo)電劑組分及各組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)如下：

石墨烯80-100份、碳納米管15-25份、科琴黑5-10份、乙炔黑15-25份、環(huán)氧樹脂20-30份、單乙醇胺10-15份、陰離子型表面活性劑8-10份、陽離子型表面活性劑8-10份、非離子型表面活性劑2-5份、助劑2-4份、溶劑150-250份。

特別的，所述石墨烯為單層石墨烯、少層石墨烯、氮摻雜石墨烯中的一種，且所述石墨烯的粒徑為10納米-100微米。

特別的，所述碳納米管的管徑為2-6納米。

特別的，所述陰離子表面活性劑為高級脂肪酸鹽、高級烷基磺酸鹽，烷基芳基磺酸鹽中的一種。

特別的，所述陽離子表面活性劑為溴代十六烷、聚乙烯多胺鹽、咪唑啉中的一種。

特別的，所述非離子型表面活性劑為月桂基聚氧乙烯醚、聚氧乙烯壬基苯基醚、單硬脂酸脫水山梨糖酯中的一種。

特別的，所述溶劑為碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯中的一種。

特別的，所述助劑為聚丙烯酸鈉鹽、硫酸鹽、聚氧乙烯改性劑中的一種。

一種制備上述石墨烯復(fù)合導(dǎo)電劑的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將按配比取得的石墨烯、環(huán)氧樹脂、陽離子型表面活性劑、二分之一溶劑和適量水放入混合裝置內(nèi)攪拌混勻，制得預(yù)混液A；

(2)將按配比取得的碳納米管、科琴黑、乙炔黑、單乙醇胺、陰離子型表面活性劑、二分之一溶劑、適量水放入混合裝置內(nèi)攪拌混勻，制得預(yù)混液B；

(3)將預(yù)混液A和預(yù)混液B按體積比1:0.5-1.5混合，制得預(yù)混液C；

(4)將按配比取得的非離子型表面活性劑、助劑和預(yù)混液C混合均勻，制得混合物，并將混合物在80-120℃下干燥3-5小時，冷卻至常溫后，研磨至粒徑大小為10-20納米，得到石墨烯復(fù)合導(dǎo)電劑。