CN106328256B - 一种锂离子电池用导电浆料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂离子电池用导电浆料及其制备方法，所述一种锂离子电池用导电浆料包括重量份数：1‑10％的功能化石墨烯，1‑10％的碳黑，0.1‑5％的分散剂，0.5‑5％的粘结剂，90‑99％的N‑甲基吡咯烷酮。本发明的导电浆料实现了导电剂的高度预分散，可在锂电池电极活性材料混浆时加入，提高锂电池的导电性。
Description
技术领域
本发明属于电池浆料制备技术领域，具体涉及一种锂离子电池用导电浆料及其制备方法。
背景技术
导电剂作为锂离子电池的重要组成部分，很大程度地影响着锂离子电池的性能。导电剂在电池正极的作用主要是提高正极的导电性。目前国内很多锂电商都是比较注重传统的制作工艺，很大一部分锂电厂对于一些比较中高端的导电剂的使用效果不是特别理想，比如科琴黑，碳纤维，碳纳米管目前在国内的使用都不是特别普遍，一个是价格问题，一个是用量问题，还有制作工艺问题，主要的难点还是在于分散。基本上导电性能特别好的导电剂都是颗粒特别细小、比表面积特别大、吸油值比较大，但是对于分散的要求都比较高。如果分散这一面做得不好，导电性能再强的导电剂也在锂电池的应用中也不会体现出特别优良的效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂离子电池用导电浆料。
一种锂离子电池用导电浆料，组分和重量份数如下：1-10份的功能化石墨烯，1-10份的炭黑，0.1-5份的分散剂，0.5-5份的粘结剂，90-99份的N-甲基吡咯烷酮。
优选的是，所述功能化石墨烯为十八胺改性的石墨烯。
优选的是，所述分散剂为聚苯乙烯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇、海藻酸钠、聚氯乙烯、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或一种以上。
优选的是，所述粘结剂为聚偏氟乙烯。
本发明的目的还在于提供上述导电浆料的制备方法，按照如下步骤进行：
(1)取0.1-5份分散剂溶解于溶剂N-甲基吡咯烷酮中，再加入1-10份功能化石墨烯；
(2)预混，超声1-10h，抽滤，得固体；
(3)将0.5-5份粘结剂加入90-99份的N-甲基吡咯烷酮中，搅拌均匀，制成混合液；
(4)将1-10份的炭黑、步骤(2)制备的固体加入步骤(3)制备的混合液中，制成混合液；
(5)利用高剪切分散机对步骤(4)制备的混合液搅拌，搅拌时间为1-10h，得到导电浆料。
优选的是，功能化石墨烯的制备方法如下：
(1)将氧化石墨烯加入到NMP中，超声1-10h；
(2)加入适量的十八胺，油浴120℃反应48h，冷却、稀释、抽滤，放入真空干燥箱中50℃烘干，得功能化石墨烯。
本发明的有益效果是：本发明的方法使用了改性后的石墨烯，利用超声设备，将功能化石墨烯的NMP溶液进行超声处理，对石墨烯片层结构剥离解理，能使石墨烯均匀地分散在NMP溶剂中，得到片层很薄且高度分散的石墨烯片层。在制备导电浆料过程中，本发明利用高剪切分散机，进一步地对浆料进行搅拌、分散，从而实现了导电剂的高度预分散，可在锂电池电极活性材料混浆时加入，提高锂电池的导电性能。
附图说明
图1为本发明实施例1中使用改性石墨烯制备的实现导电剂高度预分散的导电浆料的SEM(扫描电子显微镜)图。
图2为本发明实施例2中未使用改性石墨烯制备的导电剂严重团聚的导电浆料的SEM(扫描电子显微镜)图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
石墨烯功能化
(1)将0.2g氧化石墨烯加入到200mL NMP中，超声2h；
(2)加入0.6g十八胺，油浴120℃反应48h，冷却、稀释、抽滤，放入真空干燥箱中50℃烘干，得功能化石墨烯。
导电浆料制备
(1)称取2g十二烷基磺酸钠溶解于溶剂N-甲基吡咯烷酮中，再加入6g功能化石墨烯，制成混合液，超声5小时，抽滤，得固体；
(2)称取1.5gPVDF，加入90g溶剂N-甲基吡咯烷酮，搅拌均匀，制成混合液；
(3)称取3g碳黑，将碳黑、抽滤所得固体加入上述混合液，利用高速剪切分散机，搅拌10小时，得导电浆料1。
实施例2
(1)称取1.5gPVDF，加入90g溶剂N-甲基吡咯烷酮，搅拌均匀，制成混合液；
(2)称取6g石墨烯、3g碳黑，加入上述混合液，利用高速剪切分散机，搅拌10小时，得导电浆料2。
表1为导电浆料性能测试数据。
表1导电浆料性能测试
由表1可以看出，对比空白浆料的粉末电阻率，使用改性石墨烯制备导电浆料，其粉末电阻率降低约60％，而使用未改性的石墨烯制备的导电浆料，其粉末电阻率只降低了约30％，说明使用改性后的石墨烯实现了导电剂的高度预分散，在锂电池电极活性材料混浆时加入，能提高锂电池的导电性能。
图1和图2对比可知石墨烯改性后可大大提高石墨烯的分散性能。
Claims (5)
1.一种锂离子电池用导电浆料，其特征在于，组分和重量份数如下：1-10份的功能化石墨烯，1-10份的炭黑，0.1-5份的分散剂，0.5-5份的粘结剂，90-99份的N-甲基吡咯烷酮；所述功能化石墨烯为十八胺改性的石墨烯。
2.根据权利要求1所述一种锂离子电池用导电浆料，其特征在于，所述分散剂为聚苯乙烯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇、海藻酸钠、聚氯乙烯、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或一种以上。
3.根据权利要求1所述一种锂离子电池用导电浆料，其特征在于，所述粘结剂为聚偏氟乙烯。
4.制备如权利要求1-3任一所述锂离子电池用导电浆料的方法，其特征在于，按照如下步骤进行：
(1)取0.1-5份分散剂溶解于溶剂N-甲基吡咯烷酮中，再加入1-10份功能化石墨烯；
(2)预混，超声1-10h，抽滤，得固体；
(3)将0.5-5份粘结剂加入90-99份的N-甲基吡咯烷酮中，搅拌均匀，制成混合液；
(4)将1-10份的炭黑、步骤(2)制备的固体加入步骤(3)制备的混合液中，制成混合液；
(5)利用高剪切分散机对步骤(4)制备的混合液搅拌，搅拌时间为1-10h，得到导电浆料。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，功能化石墨烯的制备方法如下：
(1)将氧化石墨烯加入到NMP中，超声1-10h；
(2)加入适量的十八胺，油浴120℃反应48h，冷却、稀释、抽滤，放入真空干燥箱中50℃烘干，得功能化石墨烯。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
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Address after: 272000, B building, A5 block, Chongwen Road, Jining high tech Zone, Shandong, 4 Patentee after: SHANDONG LEADER NANO TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 272000, B building, A5 block, Chongwen Road, Jining high tech Zone, Shandong, 4 Patentee before: JINING LEADERNANO TECH LLC |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A conductive paste for lithium-ion batteries and its preparation method Effective date of registration: 20231025 Granted publication date: 20171027 Pledgee: Rizhao Bank Co.,Ltd. Jining Rencheng sub branch Pledgor: SHANDONG LEADER NANO TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2023980062614 |