CN104505514B - 一种聚并苯导电剂及采用其的锂离子电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种聚并苯导电剂及采用其的锂离子电池。该导电剂由以下步骤制备而成，氮气气氛下，质量浓度为3‑5wt%的氢氧化钠溶液中，将1‑3mol邻氨基苯酚和0.005‑0.01mol的氢化铝锂于40‑60℃下，反应3‑5h，然后加入1‑2mol苯和0.01‑0.02mol二异丁基氢化铝，在50‑70℃下反应3‑5h，然后加入0.1‑0.2mol无水氯化铝在30‑35℃下反应1‑2h，反应结束后用盐酸中和，并用稀盐酸清洗，然后烧结，并采用球磨研磨后再用二次烧结即为聚并苯导电剂。该导电剂电导率高，易于分散，热稳定好，环境友好。

Description

一种聚并苯导电剂及采用其的锂离子电池
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种聚并苯导电剂及采用其的锂离子电池。
背景技术
锂离子电池具有比容量大、放电电压高而平稳、低温性能好、环境友好、安全、寿命长、自放电小以及镍氢、镍镉二次电池无可比拟的优点。自1991年问世以来，经过十余年的发展，锂离子电池已经主导了小型便携式电池的市场。
锂离子电池的负极材料有碳材料、金属间化合物、锡基化合物等。目前商品化的锂离子电池多采用碳材料作为负极材料。碳材料负极相对正极而言，有较好的导电性，原则上不用加入导电剂来增加电极材料的导电性。但是由于碳材料在嵌入、脱出锂过程中，会发生体积膨胀和收缩，几个循环后，碳材料之间的接触会减少，或出现空隙，导致电极的导电性急剧下降，因此需要适当加入导电剂。颗粒的炭黑、乙炔黑、或者纤维状的导电剂可以很好地填补碳材料之间的空隙，保持循环过程中电极的稳定性，不会因循环次数的增加而导致电极的导电性急剧下降。
锂离子电池的正极材料一般为过度金属氧化物，如：LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、和LiNixCoyMn(1-x-y)O2等，以及过度金属的磷酸盐，如：LiMPO4；它们电导率低，一般是半导体或是绝缘体。理想的正极为离子和电子的混合导体，电子导电性和正极导电性好坏有关；离子传导性和正极的孔容有关，多孔结构可以提供电解液的存储场所，为电极快速反应提供缓冲离子源。导电剂在正极的作用主要是提高正极的导电性。
优异的导电剂需要具备以下几个特征：一、电导率较高，高电导率的材料能提高电子的迁移速率；二、粒径较小，小粒径的材料能填充锂离子电池正、负极材料的空隙，使材料之间的接触较好，易于锂离子的脱出、嵌入；三、高比表面积，比表面积大的材料能较好的与正、负极材料接触，同样易于电解液的保持，便于锂离子的脱嵌与电子迁移；四、易于分散，在正、负极材料配置浆料过程中易于打散和分散，能较好的与正、负极材料混合在一起；五、高稳定性，在锂离子电池充放电的过程中能稳定存在，不会发生体积变化而影响电池的循环性能。
目前市场上锂离子电池导电剂不易分散或导电性能差。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种聚并苯导电剂及采用其的锂离子电池。
为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种聚并苯导电剂，该导电剂由以下步骤制备而成，氮气气氛下，质量浓度为3-5wt%的氢氧化钠溶液中，将1-3mol邻氨基苯酚和0.005-0.01mol的氢化铝锂于40-60℃下，反应3-5h，然后加入1-2mol苯和0.01-0.02mol二异丁基氢化铝，在50-70℃下反应3-5h，然后加入0.1-0.2mol无水氯化铝在30-35℃下反应1-2h，反应结束后用盐酸中和，并用稀盐酸清洗，然后烧结，并采用球磨研磨后再用二次烧结即为聚并苯导电剂。
作为优选，所述邻氨基苯酚和苯氢氧化钠的摩尔比为1.5:1。
作为优选，所述的烧结温度为500-600℃，二次烧结的温度为300-400℃。
一种锂离子电池，所述锂离子电池采用上述的聚并苯导电剂制备而成。
本发明与现有技术相比，有益效果是：
1电导率高，2易于分散，3热稳定好，4环境友好，5制备的锂离子电池性能稳定，循环性能好。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述说明。
如果无特殊说明，本发明的实施例中所采用的原料均为本领域常用的原料，实施例中所采用的方法，均为本领域的常规方法。
实施例1：
一种聚并苯导电剂，该导电剂由以下步骤制备而成，氮气气氛下，质量浓度为3wt%的氢氧化钠溶液中，将3mol邻氨基苯酚和0.005mol的氢化铝锂于60℃下，反应3h，然后加入2mol苯和0.01mol二异丁基氢化铝，在70℃下反应3h，然后加入0.2mol无水氯化铝在30℃下反应2h，反应结束后用盐酸中和，并用稀盐酸清洗，然后500℃烧结3h，并采用球磨研磨后5h，再用400℃下二次烧结即为聚并苯导电剂。
将该聚并苯导电剂用于制备锂离子电池。
实施例2：
一种聚并苯导电剂，该导电剂由以下步骤制备而成，氮气气氛下，质量浓度为5wt%的氢氧化钠溶液中，将1mol邻氨基苯酚和0.01mol的氢化铝锂于40℃下，反应5h，然后加入1mol苯和0.02mol二异丁基氢化铝，在50℃下反应5h，然后加入0.1mol无水氯化铝在35℃下反应1h，反应结束后用盐酸中和，并用稀盐酸清洗，然后600℃烧结2h，并采用球磨研磨后7h，再用300℃下二次烧结即为聚并苯导电剂。
将该聚并苯导电剂用于制备锂离子电池。
实施例3：
一种聚并苯导电剂，该导电剂由以下步骤制备而成，氮气气氛下，质量浓度为4wt%的氢氧化钠溶液中，将2mol邻氨基苯酚和0.01mol的氢化铝锂于40-60℃下，反应3-5h，然后加入1.2mol苯和0.02mol二异丁基氢化铝，在60℃下反应5h，然后加入0.1mol无水氯化铝在30℃下反应2h，反应结束后用盐酸中和，并用稀盐酸清洗，然后500℃烧结3h，并采用球磨研磨后7h，再用400℃下二次烧结即为聚并苯导电剂。
将该聚并苯导电剂用于制备锂离子电池。
将制备的锂离子电池进行测试后，电池的性能稳定，循环性能好。

Claims (4)

1.一种聚并苯导电剂，其特征在于，该导电剂由以下步骤制备而成，氮气气氛下，质量浓度为3-5wt%的氢氧化钠溶液中，将1-3mol邻氨基苯酚和0.005-0.01mol的氢化铝锂于40-60℃下，反应3-5h，然后加入1-2mol苯和0.01-0.02mol二异丁基氢化铝，在50-70℃下反应3-5h，然后加入0.1-0.2mol无水氯化铝在30-35℃下反应1-2h，反应结束后用盐酸中和，并用稀盐酸清洗，然后烧结，并采用球磨研磨后再进行二次烧结即得到聚并苯导电剂。
2.根据权利要求1所述的一种聚并苯导电剂，其特征在于，所述邻氨基苯酚和氢氧化钠的摩尔比为1.5:1。
3.根据权利要求1所述的一种聚并苯导电剂，其特征在于，所述的烧结温度为500-600℃，二次烧结的温度为300-400℃。
4.一种采用权利要求1所述的一种聚并苯导电剂的锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池采用权利要求1的聚并苯导电剂制备而成。
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