CN109411114A - 一种适用于锂离子电池生产的超级导电膏及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适用于锂离子电池生产的超级导电膏。所述导电膏，按重量百分比计算包括:0~3%的鳞片石墨，0~2%的常规炭黑，0~5%的超级导电炭黑，0~3%的碳纳米管，0~3%的石墨烯；以及定量的粘结剂和溶剂。所述导电膏同时具有导电剂和粘结剂的作用，可直接使用与锂活性物质一起用于制备电池正极材料，后期加工使用对机械的磨损小，分散性好，采用本发明所述的导电膏制备电池正极材料，具有更高的安全性能和耐高温性能。

Description

一种适用于锂离子电池生产的超级导电膏及其制备方法
技术领域
本发明涉及电池用导电剂技术领域,具体涉及一种适用于锂离子电池生产的超级导电膏。
背景技术
随着经济社会的飞速发展和科技的不断进步，动力电池的需求不断提升，对锂离子电池的要求越来越高。电池的正负极材料对电池性能起决定作用。目前常用的正极材料主要有氧化钴锂、氧化锰锂、氧化镍锂及磷酸铁锂等。对以不同氧化物为正极材料的锂离子电池，其电池的组成结构、使用的负极材料、电解液等都基本相同，性能主要差异就体现在正极极片的配方及制作工艺上。本发明的目的是提供一种适合于锂离子电池正极材料的生产、能有效提升正极活性物质的含量的新型浆料。
发明内容
基于上述目的，本发明提供的浆料命名为超级导电膏，其按重量百分百计算，包括以下成份: 0~3%的鳞片石墨，0~2%的常规炭黑， 0~5%的超级导电炭黑， 0~3%的碳纳米管，0~3%的石墨烯；以及 0~5%的粘结剂和50~95%的溶剂。
优选的，按重量百分百计算，所述超级导电膏包括以下成份: 1.5~3%的鳞片石墨，1~2%的常规炭黑， 3~5%的超级导电炭黑， 2.5~3%的碳纳米管，1.5~3%的石墨烯；以及4.5~5%的粘结剂；80~85%的溶剂。
优选的，所述粘结剂为聚丙烯酸酯。
优选的，所述溶剂为甲基吡咯烷酮NMP溶液。
本发明还要求保护上述的适用于锂离子电池生产的超级导电膏的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）按设定的百分比，将聚丙烯酸酯粘结剂及甲基吡咯烷酮溶剂加入搅拌机，搅拌均匀至形成透明胶液；
（2）按设定的百分比将石墨烯、碳纳米管、超级导电碳黑、常规炭黑、鳞片石墨加入到步骤（1）得到的胶液中再搅拌；
（3）将以上混合均匀的胶液进行研磨；
（4）将得到的混合胶液过150目筛1~2次得到所述导电膏。
优选的，步骤（1）（2）中，搅拌时控制搅拌机搅拌杆公转速度1000~2000rpm、自转速度1000~2000rpm。
优选的，步骤（1）（2）中搅拌机温度控制在60℃以下。
优选的，步骤（2）中加入石墨烯、碳纳米管、超级导电碳黑、常规炭黑、鳞片石墨后先行搅拌0.5-1小时，再抽真空搅拌5-10小时。
优选的，步骤（3）中对混合胶液研磨8-10小时。
优选的，所述的适用于锂离子电池生产的超级步骤（1）中透明胶液浓度需小于等于10%。
优选的，所述搅拌机内真空度控制为小于等于-0.09mpa。
与现有的技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明所述导电膏同时具有导电剂和粘结剂的作用，可直接使用与锂活性物质一起用于制备电池正极材料，相比于现有技术中直接将锂活性物质和导电剂、粘结剂三种物质混合加工制作正极材料的方式，其使用时对机械的磨损小，分散性好，制备出电池正极材料，具有更高的安全性能和耐高温性能。本发明所述导电膏应用于钴酸锂和三元中，可使正极极片活性物质的含量达到99%以上；应用于锰酸锂中活性物质可达98.5%以上；应用于磷酸铁锂中活性物质可达98%以上。
具体实施方式
为便于本领域技术人员理解本发明，下面将结合具体实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
按重量百分比计算，所述导电膏成份包括：3%的鳞片石墨，2%的常规炭黑，5%的超级导电炭黑， 3%的碳纳米管， 3%的石墨烯； 5%的聚丙烯酸酯和79%的甲基吡咯烷酮NMP溶液。
制备时方法如下：
(1)先将聚丙烯酸酯粘结剂及甲基吡咯烷酮溶剂加入搅拌机，控制搅拌机搅拌杆公转速度1000rpm、自转速度1000rpm，温度控制为50度；将两种物质搅拌均匀至形成透明胶液；
（2）将石墨烯、碳纳米管、超级导电碳黑、常规炭黑、鳞片石墨加入到透明胶液中，搅拌机温度和搅拌杆速度维持不变，再搅拌1小时后，抽真空后继续搅拌5小时形成混合胶液；
（3）再将以上混合均匀的胶液在研磨机中研磨10小时；
（4）将研磨后的混合胶液过150目筛1次得到所述导电膏。
实施例2：
按重量百分比计算，所述导电膏成份包括：1%的鳞片石墨，2%的常规炭黑，5%的超级导电炭黑， 2%的碳纳米管， 2%的石墨烯；3%的聚丙烯酸酯和85%的甲基吡咯烷酮NMP溶液。
制备时方法如下：
(1)先将聚丙烯酸酯粘结剂及甲基吡咯烷酮溶剂加入搅拌机，搅拌均匀至形成透明胶液；
（2）将石墨烯、碳纳米管、超级导电碳黑、常规炭黑、鳞片石墨加入到透明胶液中再搅拌1小时后，抽真空后继续搅拌5小时形成混合胶液；
（3）再将以上混合均匀的胶液在研磨机中研磨8小时；
（4）将研磨后的混合胶液过150目筛2次得到所述导电膏。
实施例3：
按重量百分比计算，所述导电膏成份包括： 3%的鳞片石墨， 2%的常规炭黑， 2%的碳纳米管，1%的石墨烯；以及1%的粘结剂和90%的溶剂。制备时方法如下：
(1)先将聚丙烯酸酯粘结剂及甲基吡咯烷酮溶剂加入搅拌机，搅拌均匀至形成透明胶液；
（2）将石墨烯、碳纳米管、超级导电碳黑、常规炭黑、鳞片石墨加入到透明胶液中再搅拌1小时后，抽真空后继续搅拌8小时形成混合胶液；
（3）再将以上混合均匀的胶液在研磨机中研磨10小时；
（4）将研磨后的混合胶液过150目筛2次得到所述导电膏。
实施例4：
按重量百分比计算，所述导电膏成份包括： 3%的鳞片石墨，3.5%的超级导电炭黑，2.5%的碳纳米管，2%的石墨烯，5%的粘结剂和84%的溶剂。
制备时方法如下：
(1)先将聚丙烯酸酯粘结剂及甲基吡咯烷酮溶剂加入搅拌机，搅拌均匀至形成透明胶液；
（2）将石墨烯、碳纳米管、超级导电碳黑、常规炭黑、鳞片石墨加入到透明胶液中再搅拌1小时后，抽真空后继续搅拌8小时形成混合胶液；
（3）再将以上混合均匀的胶液在研磨机中研磨10小时；
（4）将研磨后的混合胶液过150目筛2次得到所述导电膏。
实施例5：
按重量百分比计算，所述导电膏成份包括： 1.5%的常规炭黑， 3.5%的超级导电炭黑，1.5%的碳纳米管，2.5%的石墨烯, 3.5%的粘结剂和87.5%的溶剂。
制备时方法如下：
(1)先将聚丙烯酸酯粘结剂及甲基吡咯烷酮溶剂加入搅拌机，搅拌均匀至形成透明胶液；
（2）将石墨烯、碳纳米管、超级导电碳黑、常规炭黑、鳞片石墨加入到透明胶液中再搅拌1小时后，抽真空后继续搅拌8小时形成混合胶液；
（3）再将以上混合均匀的胶液在研磨机中研磨10小时；
（4）将研磨后的混合胶液过150目筛2次得到所述导电膏。
虽然对本发明的描述是结合以上具体实施例进行的，但是熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化，是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的范围内。

Claims (8)

1.一种适用于锂离子电池生产的超级导电膏，按重量百分百计算，包括以下成份: 0~3%的鳞片石墨，0~2%的常规炭黑， 0~5%的超级导
电炭黑， 0~3%的碳纳米管，0~3%的石墨烯；以及0~5%的粘结剂；0~95%的溶剂。
2.根据权利要求1所述的适用于锂离子电池生产的超级导电膏，其特征在于，按重量百分百计算，包括以下成份: 1.5~3%的鳞片石墨，1~2%
的常规炭黑， 3~5%的超级导电炭黑， 2.5~3%的碳纳米管，1.5~3%的石墨烯；以及4.5~5%的粘结剂；80~85%的溶剂。
3.根据权利要求1所述的适用于锂离子电池生产的超级导电膏，其特征在于，所述粘结剂为聚丙烯酸酯。
4.根据权利要求1所述的适用于锂离子电池生产的超级导电膏，其特征在于，所述溶剂为甲基吡咯烷酮NMP溶液。
5.权利要求1-4中任一项所述的适用于锂离子电池生产的超级导电膏的制备方法，包括以下步骤：
按设定的百分比，将聚丙烯酸酯粘结剂及甲基吡咯烷酮溶剂加入搅拌机，搅拌均匀至形成透明胶液；
按设定的百分比将石墨烯、碳纳米管、超级导电碳黑、常规炭黑、鳞片石墨加入到步骤（1）得到的胶液中，先行搅拌0.5-1小时，再抽真空搅拌5-10小时；
将以上混合均匀的胶液研磨8-10小时；
将研磨后得到的混合胶液过150目筛1~2次得到所述导电膏。
6.根据权利要求5所述的适用于锂离子电池生产的超级导电膏的制备方法，其特征在于，步骤（1）（2）中，搅拌时控制搅拌机搅拌杆公转速度1000~2000rpm、自转速度1000~2000rpm。
7.根据权利要求5中所述的适用于锂离子电池生产的超级导电膏的制备方法，其特征在于，步骤（1）中透明胶液浓度需小于等于10%。
8.根据权利要求5中所述的适用于锂离子电池生产的超级导电膏的制备方法，其特征在于，所述搅拌机内真空度控制为小于等于-0.09mpa。
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