[發(fā)明專利]一種碳納米導(dǎo)電漿料及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110260891.4
• 申請(qǐng)日: 2021-03-10
• 公開（公告）號(hào): CN113036142B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈玉成;裴玉婷;宋宇彬;楊濤;馮曉彤;劉智良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱萬(wàn)鑫石墨谷科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/62
• 分類號(hào): H01M4/62;H01M10/0525;B82Y30/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 潘登

本發(fā)明提供了一種碳納米導(dǎo)電漿料及其制備方法和應(yīng)用，所述碳納米導(dǎo)電漿料的制備方法包括：將粘結(jié)劑溶解于溶劑中，制成粘結(jié)劑膠液，再加入碳納米材料，預(yù)混，經(jīng)破碎、研磨和分散后，得到所述碳納米導(dǎo)電漿料。通過(guò)上述方法制備得到的碳納米導(dǎo)電漿料質(zhì)地均勻，分散性好，可以改善活性材料的電化學(xué)性能，提升鋰離子電池的循環(huán)性能、倍率性能、高溫性能和安全性能，在鋰離子電池正極材料的制備中具有廣闊的應(yīng)用前景；制備方法簡(jiǎn)單高效，節(jié)能環(huán)保，為批量化生產(chǎn)創(chuàng)造了條件。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電池材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種碳納米導(dǎo)電漿料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

鋰離子電池具有放電平穩(wěn)、比能量高、無(wú)記憶效應(yīng)、工作壽命長(zhǎng)和對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，是電化學(xué)相關(guān)研究的熱門課題之一。由于鋰離子電池活性材料本身的導(dǎo)電性較差，制備得到的電池易出現(xiàn)內(nèi)阻較大、倍率性能差及循環(huán)性能不佳的問(wèn)題，因此需要添加導(dǎo)電劑來(lái)提升活性材料的導(dǎo)電性，進(jìn)而提升綜合性能。

目前，鋰電池常用的導(dǎo)電劑為碳材料，如石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑、石墨烯和氣相生長(zhǎng)碳纖維等，關(guān)于導(dǎo)電劑制備方法的相關(guān)報(bào)道也有很多。CN102249222A公開了一種射流空化技術(shù)制備石墨烯的裝置及方法，將加壓后的石墨水溶液通過(guò)高壓管進(jìn)入空化發(fā)生器中，使溶液中的石墨顆粒在空化力的作用下發(fā)生片層的剝離，得到含單層和多層石墨烯的溶液，實(shí)現(xiàn)了石墨烯的工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。然而，該方法以水溶液為溶劑，降低了制備的石墨烯的穩(wěn)定性和分散性，而鋰電池對(duì)漿料的穩(wěn)定性、抗氧化性和導(dǎo)電性的要求較高，因此在鋰電池材料方面的應(yīng)用受到了一定的影響。

鋰電池導(dǎo)電劑是影響電池性能的重要因素之一，如何提供一種分散性好、導(dǎo)電能力強(qiáng)的導(dǎo)電劑及相應(yīng)的制備方法，同時(shí)具備腐蝕性較小、電子傳輸速度高的優(yōu)點(diǎn)，已成為亟待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足和實(shí)際需求，本發(fā)明提供一種碳納米導(dǎo)電漿料及其制備方法和應(yīng)用，通過(guò)上述方法制備的碳納米導(dǎo)電漿料分散性好，導(dǎo)電性高，可以提高鋰離子電池的倍率性能、循環(huán)性能和安全性能，應(yīng)用價(jià)值廣泛。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供了一種碳納米導(dǎo)電漿料的制備方法，所述碳納米導(dǎo)電漿料的制備方法包括：將粘結(jié)劑溶解于溶劑中，制成粘結(jié)劑膠液，再加入碳納米材料，預(yù)混，經(jīng)破碎、研磨和分散后，得到所述碳納米導(dǎo)電漿料。

本發(fā)明中，選用碳納米材料作為導(dǎo)電劑，可以提高電池的倍率性能，同時(shí)可以加快散熱，延長(zhǎng)電池的壽命，但碳納米材料之間的相互作用力較強(qiáng)，不易分散，本發(fā)明通過(guò)預(yù)混、破碎、研磨和分散多個(gè)步驟，提高了碳納米材料的分散性，不易堆積，制成的碳納米導(dǎo)電漿料可以充分填充活性材料間的孔隙，提高了活性材料的導(dǎo)電性能，應(yīng)用價(jià)值極高。

優(yōu)選地，所述粘結(jié)劑和溶劑的質(zhì)量比為1:(50～99)，例如可以是1:50、1:55、1:60、1:65、1:70、1:75、1:80、1:85、1:90、1:95或1:99。

優(yōu)選地，所述碳納米材料和所述粘結(jié)劑膠液的質(zhì)量比為1:(10～50)，例如可以是1:10、1:15、1:20、1:25、1:30、1:35、1:40、1:45或1:50。

優(yōu)選地，所述粘結(jié)劑包括聚偏氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、羥甲基纖維素鈉或丁苯橡膠中的任意一種或至少兩種的組合，例如可以是偏氟乙烯或聚乙烯吡咯烷酮和羥甲基纖維素鈉的組合。

優(yōu)選地，所述溶劑包括去離子水、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺或無(wú)水乙醇中的任意一種或至少兩種的組合，例如可以是N,N-二甲基甲酰胺或去離子水和N-甲基吡咯烷酮的組合。

優(yōu)選地，所述溶解于溶解設(shè)備中進(jìn)行。

優(yōu)選地，所述溶解設(shè)備包括在線分散機(jī)、預(yù)混機(jī)、在線破碎機(jī)、介質(zhì)預(yù)混機(jī)、雙行星動(dòng)力混合機(jī)、乳化機(jī)或分散機(jī)中的任意一種。