CN111129500A - 一种水系复合碳纳米管导电浆料的制备方法 - Google Patents

一种水系复合碳纳米管导电浆料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111129500A
CN111129500A CN201911418713.9A CN201911418713A CN111129500A CN 111129500 A CN111129500 A CN 111129500A CN 201911418713 A CN201911418713 A CN 201911418713A CN 111129500 A CN111129500 A CN 111129500A
Authority
CN
China
Prior art keywords
slurry
carbon nanotube
particle size
ball
milling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911418713.9A
Other languages
English (en)
Inventor
姜鹏
何斌
冯晓彤
张广明
马洪伟
张荻
霍美婷
刘博宇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Wanxin Graphite Valley Technology Co ltd
Original Assignee
Harbin Wanxin Graphite Valley Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Wanxin Graphite Valley Technology Co ltd filed Critical Harbin Wanxin Graphite Valley Technology Co ltd
Priority to CN201911418713.9A priority Critical patent/CN111129500A/zh
Publication of CN111129500A publication Critical patent/CN111129500A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • H01M4/625—Carbon or graphite
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明公开了一种水系复合碳纳米管导电浆料的制备方法，包括：1)将粉末状碳纳米管、分散剂和水性溶剂在球磨机中进行球磨，至粒径D50为10μm‑15μm，然后将得到的浆料投入砂磨机中进行砂磨，至粒径D50为3.5μm‑4μm，得到碳纳米管浆料；2)将粉末状石墨、分散剂和水性溶剂在球磨机中进行球磨，至粒径D50<50μm，将得到的浆料投入研磨设备中处理，至粒度D50<2μm，得到石墨烯浆料；3)将碳纳米管浆料和石墨烯浆料进行高速搅拌，得到水系复合碳纳米管导电浆料。本发明解决了工厂生产碳纳米管导电浆料成本高、油系溶剂对水土污染等问题，该制备方法工艺简单，原料充足、成本低廉，适合工业化生产。

Description

一种水系复合碳纳米管导电浆料的制备方法
技术领域
本发明属于复合材料制备方法和应用领域，涉及一种水系复合碳纳米管导电浆料的制备方法。
背景技术
随工业技术的发展，新型环保型能源材料越来越受到关注，锂离子电池作为现阶段的绿色能源，因其高容量，轻便安全，循环寿命长等优点，已被广泛的应用于手机电池，新能源汽车，电脑，中小储能系统等领域。而在锂离子电池中添加碳纳米管后更能增加其循环寿命并有效提高电池性能。碳纳米管具有以下优点：(1)碳纳米管具有良好的电子导电性,纤维状结构能够在电极活性材料中形成连续的导电网络；(2)添加碳纳米管后极片有较高的韧性，能改善充放电过程中材料体积变化而引起的剥落，提高循环寿命；(3)碳纳米管可大幅度提高电解液在电极材料中的渗透能力，因此多被用于锂离子电池的正/负极材料。
然而，碳纳米管最主要的缺点在于不易分散，这严重影响了其优点的发挥以及实际应用。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种水系复合碳纳米管导电浆料的制备方法。本发明解决了工厂生产碳纳米管导电浆料成本高、油系溶剂对水土污染等问题，该制备方法工艺简单，原料充足、成本低廉，适合工业化生产，达到了制备出具有较高性价比的水系复合导电浆料制备要求，其在用作锂离子电池正极材料或负极材料上性能较优。
为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种水系复合碳纳米管导电浆料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将粉末状碳纳米管、分散剂和水性溶剂在球磨机中进行球磨，至粒径 D50为10μm-15μm，然后将得到的浆料投入砂磨机中进行砂磨，至粒径D50为 3.5μm-4.0μm，得到碳纳米管浆料；
(2)将粉末状石墨、分散剂和水性溶剂在球磨机中进行球磨，至粒径 D50<50μm，然后将得到的浆料投入研磨设备中处理，至粒度D50<2μm，得到石墨烯浆料；
(3)将碳纳米管浆料和石墨烯浆料进行高速搅拌，得到水系复合碳纳米管导电浆料。
本发明步骤(1)球磨至粒径D50为10μm-15μm，例如11μm、12μm、13μm、 14μm或15μm等。
本发明步骤(1)砂磨至粒径D50为3.5μm-4.0μm，例如3.5μm、3.6μm、3.7μm 或3.9μm等。
本发明步骤(2)球磨至粒径D50<50μm，例如47μm、46μm、45μm、42μm、 40μm、35μm、32μm、28μm、25μm、20μm、15μm、13μm、10μm、8μm、7μm 或5μm等。
本发明步骤(2)处理至粒度D50<2μm，例如1.8μm、1.7μm、1.6μm、1.4μm、 1.2μm、1μm或0.5μm等。
本发明步骤(1)采用先球磨后砂磨的工艺制备碳纳米管浆料，球磨可以有效地减小粉体的粒径，再经砂磨可以形成浆料均一、稳定，粒径分布D50为 3.5μm-4.0μm的浆料，碳纳米管可以稳定的分散在溶剂中，且基本无沉降或沉降不明显。步骤(2)采用先球磨后投入研磨设备中处理的工艺制备石墨烯浆料，球磨可以有效地减小粉体的粒径并将使石墨分层得到性能良好的石墨烯二维片，再经投入研磨设备中处理可以得到浆料均一、稳定，粒径分布D50＜2μm 的石墨烯浆料，且经步骤(3)高速搅拌，二者复合后得到的水系复合碳纳米管导电浆料的均匀性良好，性能优异。
本发明中，粒度D50是一个样品的累计粒度分布百分数达到50％时所对应的粒径，它的物理意义是粒径大于等于它的颗粒占50％，小于它的颗粒也占50％， D50也叫中值粒径。
优选地，步骤(1)碳纳米管浆料的制备过程中，以粉末状碳纳米管、分散剂和水性溶剂的总质量为100％计，粉末状碳纳米管的质量占比为3％-6％，例如 3％、3.5％、4％、5％或6％等；分散剂的质量占比为0.5％-2.5％，例如0.6％、0.8％、 1％、1.1％、1.4％、1.9％或2.5％等。
优选地，步骤(1)所述碳纳米管为多壁碳纳米管。
优选地，步骤(1)所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮。
优选地，步骤(1)所述溶剂为水，优选为去离子水。
优选地，步骤(1)所述球磨的频率为40HZ-60HZ，例如40HZ、43HZ、 46HZ、48HZ、50HZ、52.5HZ、55HZ或60HZ等，时间为1h-2h，例如1h、1.2h、 1.5h、1.7h或2h等。
优选地，步骤(1)所述砂磨的转速为1000r/min-2500r/min，例如1000r/min、1200r/min、1250r/min、1300r/min、1700r/min或2500r/min等。
作为本发明所述方法的优选技术方案，步骤(2)石墨烯浆料的制备过程中，以粉末状石墨、分散剂和水性溶剂的总质量为100％计，粉末状石墨的质量占比为3％-6％，例如3％、3.5％、4％、4.5％、5％或6％等；分散剂的质量占比为0.5％-2.5％，例如0.6％、0.8％、1％、1.1％、1.4％、1.9％或2.5％等。
优选地，步骤(2)所述分散剂包括聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基苯磺酸钠或聚乙二醇对异辛基苯基醚中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，步骤(2)所述水性溶剂为水，优选为去离子水。
优选地，步骤(2)所述球磨的频率为40HZ-60HZ，时间为4h-5h，频率例如40HZ、43HZ、45HZ、48HZ、52HZ、55HZ或60HZ等，时间例如4h、4.2h、 4.3h、4.5h、4.8h或5h等。
作为本发明所述方法的优选技术方案，步骤(3)所述碳纳米管浆料的固含量≤5％，例如5％、4.5％、4％、3％或2％等，石墨烯浆料的固含量≤6％，例如 6％、5.5％、5％、4.5％、4％、3.5％、3％或2％等。
优选地，步骤(3)所述碳纳米管浆料和石墨烯浆料的质量比为(1-10):(1-10)，例如1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:8、1:10、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、 8:1、9:1、10:1、3:5、3:10、5:3或5:2等。
优选地，步骤(3)所述碳纳米管浆料的质量:(碳纳米管浆料中分散剂的质量+石墨烯浆料中分散剂的质量)＝1-10，例如1、2、3、4、5、5.5、6、7、8、8.5 或10等。
优选地，步骤(3)所述高速搅拌的转速为1500r/min-2000r/min，例如1500 r/min、1600r/min、1700r/min、1800r/min、1900r/min或2000r/min等。
优选地，步骤(3)所述高速搅拌的时间为15min-60min，例如15min、18min、 20min、45min或60min等。
优选地，步骤(3)所述高速搅拌为循环搅拌，所述循环搅拌通过如下方式实现：搅拌产物返回搅拌设备进口继续搅拌，从而实现循环搅拌。
作为本发明所述方法的进一步优选技术方案，所述方法包括以下步骤：
(1)将粉末状多壁碳纳米管、聚乙烯吡咯烷酮和水在球磨机中进行球磨，球磨频率为40HZ-60HZ，时间为1h-2h，至粒径D50为10μm-15μm，然后将得到的浆料投入砂磨机中进行砂磨，砂磨转速为1000r/min-2500r/min，至粒径D50 为3.5μm-4.0μm，得到碳纳米管浆料，浆料固含量≤5％；
(2)将粉末状石墨、聚乙烯吡咯烷酮和水在球磨机中进行球磨，球磨时间 4h-5h至粒径D50<50μm，然后将得到的浆料投入研磨设备中处理，至粒度 D50<2μm，得到石墨烯浆料，浆料固含量≤6％；
(3)将固含量≤5％的碳纳米管浆料和固含量≤6％的石墨烯浆料按质量比 (1-10):(1-10)混合进行高速搅拌，转速为1500r/min-2000r/min，时间为15-60min，得到水系复合碳纳米管导电浆料；
其中，步骤(1)碳纳米管浆料的制备过程中，以粉末状多壁碳纳米管、聚乙烯吡咯烷酮和水的总质量为100％计，粉末状碳纳米管的质量占比为3％-6％，分散剂的质量占比为0.5％-2.5％；
步骤(2)石墨烯浆料的制备过程中，以粉末状石墨、聚乙烯吡咯烷酮和水的总质量为100％计，粉末状石墨的质量占比为3％-6％，分散剂的质量占比为 0.5％-2.5％。
与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明提供的制备方法具有工艺简单且成本低，适用于量产的特点，制备得到的水系复合碳纳米管导电浆料，其导电性优异，可适用于锂离子电池添加剂，能提高锂离子电池充放电性能和锂离子电池正极/负极(尤其是锂离子电池负极)的循环性能，同时相比于油性浆料可以降低对水土的污染。
(2)本发明在水系碳纳米管浆料内复合石墨烯浆料，相比单一碳纳米管浆料可有效提高浆料导电性，并在作为锂离子电池填充材料时可提高电池循环寿命。
(3)本发明针对单一碳纳米管浆料与本发明制备得到的水系复合碳纳米管导电浆料的导电性做了比对，其中，单一碳管导电浆料的电阻率较高，是水系复合碳纳米管导电浆料的3-4倍左右。
附图说明
图1是实施例1步骤(1)砂磨之后得到的粉末状碳纳米管的粒度分布图，其中，d(0.5)即为D50。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
本实施例提供一种水系复合碳纳米管导电浆料及其制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将粉末状多壁碳纳米管、聚乙烯吡咯烷酮和水在球磨机中进行球磨，以粉末状多壁碳纳米管、聚乙烯吡咯烷酮和水的总质量为100％计，粉末状碳纳米管的质量占比为4％，分散剂的质量占比为0.6％，球磨频率为40HZ，时间为 2h，至粒径D50为10μm，然后将得到的浆料投入砂磨机中进行砂磨，砂磨转速为1500r/min，至粒径D50为3.724μm(粒度分布图见图1)，得到碳纳米管浆料，浆料固含量为4.6％；
(2)将粉末状石墨、聚乙烯吡咯烷酮和水在球磨机中进行球磨，以粉末状石墨、聚乙烯吡咯烷酮和水的总质量为100％计，粉末状石墨的质量占比为6％，分散剂的质量占比为1.5％，球磨时间4h至粒径D50为40μm，然后将得到的浆料投入砂磨机处理，至粒度D50为1.5μm，得到石墨烯浆料，浆料固含量为6.0％；
(3)将步骤(2)所得碳纳米管浆料和步骤(3)所得石墨烯浆料按质量比1:3混合进行高速搅拌，转速为2000r/min，时间为60min，得到水系复合碳纳米管导电浆料。
实施例2
本实施例提供一种水系复合碳纳米管导电浆料及其制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将粉末状多壁碳纳米管、聚乙烯吡咯烷酮和水在球磨机中进行球磨，以粉末状多壁碳纳米管、聚乙烯吡咯烷酮和水的总质量为100％计，粉末状碳纳米管的质量占比为5％，分散剂的质量占比为1.0％，球磨频率为50HZ，时间为 2h，至粒径D50为11.10μm，然后将得到的浆料投入砂磨机中进行砂磨，砂磨转速为1250r/min，至粒径D50为3.880μm，得到碳纳米管浆料，浆料固含量为 5.0％；
(2)将粉末状石墨、聚乙烯吡咯烷酮和水在球磨机中进行球磨，以粉末状石墨、聚乙烯吡咯烷酮和水的总质量为100％计，粉末状石墨的质量占比为3.6％，分散剂的质量占比为1.0％，球磨时间4.5h至粒径D50为30μm，然后将得到的浆料投入砂磨机处理，至粒度D50为4.1μm，得到石墨烯浆料，浆料固含量为 4.1％；
(3)将步骤(2)所得碳纳米管浆料和步骤(3)所得石墨烯浆料按质量比 4:6混合进行高速搅拌，转速为1750r/min，时间为60min，得到水系复合碳纳米管导电浆料。
实施例3
本实施例提供一种水系复合碳纳米管导电浆料及其制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将粉末状多壁碳纳米管、聚乙烯吡咯烷酮和水在球磨机中进行球磨，以粉末状多壁碳纳米管、聚乙烯吡咯烷酮和水的总质量为100％计，粉末状碳纳米管的质量占比为3.3％，分散剂的质量占比为1.2％，球磨频率为45HZ，时间为1.5h，至粒径D50为12.01μm，然后将得到的浆料投入砂磨机中进行砂磨，砂磨转速为1800r/min，至粒径D50为4.09μm，得到碳纳米管浆料，浆料固含量为4.2％；
(2)将粉末状石墨、聚乙烯吡咯烷酮和水在球磨机中进行球磨，以粉末状石墨、聚乙烯吡咯烷酮和水的总质量为100％计，粉末状石墨的质量占比为4.5％，分散剂的质量占比为0.8％，球磨时间4.2h至粒径D50为27.5μm，然后将得到的浆料投入砂磨机处理，至粒度D50为1.2μm，得到石墨烯浆料，浆料固含量为5.1％；
(3)将步骤(2)所得碳纳米管浆料和步骤(3)所得石墨烯浆料按质量比 1:3混合进行高速搅拌，转速为1600r/min，时间为60min，得到水系复合碳纳米管导电浆料。
实施例4
本实施例提供一种水系复合碳纳米管导电浆料及其制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将粉末状多壁碳纳米管、聚乙烯吡咯烷酮和水在球磨机中进行球磨，以粉末状多壁碳纳米管、聚乙烯吡咯烷酮和水的总质量为100％计，粉末状碳纳米管的质量占比为4.8％，分散剂的质量占比为1.3％，球磨频率为55HZ，时间为1h，至粒径D50为13μm，然后将得到的浆料投入砂磨机中进行砂磨，砂磨转速为1700r/min，至粒径D50为3.95μm，得到碳纳米管浆料，浆料固含量为 5.7％；
(2)将粉末状石墨、聚乙烯吡咯烷酮和水在球磨机中进行球磨，以粉末状石墨、聚乙烯吡咯烷酮和水的总质量为100％计，粉末状石墨的质量占比为5.5％，分散剂的质量占比为1.9％，球磨时间4h至粒径D50为23μm，然后将得到的浆料投入砂磨机处理，至粒度D50为1.4μm，得到石墨烯浆料，浆料固含量为5.9％；
(3)将步骤(2)所得碳纳米管浆料和步骤(3)所得石墨烯浆料按质量比 8:7混合进行高速搅拌，转速为1550r/min，时间为60min，得到水系复合碳纳米管导电浆料。
实施例5
除了步骤(1)按相同条件球磨至粒径D50为15μm外，其他方法和条件与实施例1相同。
对比例1
除了将步骤(1)中的砂磨替换为在高速分散机中进行分散(转速2600r/min) 外，其他方法和条件与实施例1相同。
此种处理方式效率低且浆料均匀性差，达不到要求粒径，故实施例1使用砂磨机研磨效果较优。
检测：
①电阻率测试：包括如下步骤：1)称量：将各实施例步骤(1)制得的单一碳纳米管浆料和水系复合碳纳米管导电浆料分别按比例置于称量盒中：2)匀浆：将称量盒置于偏心离心机中，转速为2000r/min，匀浆10min；3)涂布：将 30cm*20cm的基底材质(Pl膜)置于涂布机上，将混合均匀的浆料倒在PI膜的一端，用厚度为200μm的刮刀，将浆料均匀的涂布在基地材料上；4)烘干：将涂布好的极片置于烘箱中，140℃烘干1小时；5)样品测试：烘干后的极片，两端各裁剪掉5cm左右，用四探针测试仪进行测试，在中部按九宫格取九个点测试，分别为左一，左二，左三，中一，中二，中三，右一，右二，右三，记录并计算取平均值(结果参见表1)。
②采用各实施例和对比例的导电浆料用于制备电池，具体地：
将本发明各实施例和对比例的导电浆料涂覆到铜箔上，在120℃真空烘箱中干燥10h，烘干后冲成直径为12mm的极片，压实后，得负极极片，以锂片为对电极，在手套箱中组装成CR2025型扣式电池，隔膜为Celgard2300，电解液是 1mol/L的LiPF6/EC+DEC(EC和DEC的体积比为1:1)。
采用上述扣式电池分别在0.1C/0.1C(0.1C充电、0.1C放电)、0.3C/0.3C(0.3C 充电、0.3C放电)、0.3C/0.5C(0.3C充电、0.5C放电)、0.3C/1C(0.3C充电、 1C放电)和0.3C/1.5C进行倍率数据对比，测试数据参见表2。
表1
电阻率(Ω·m) 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
单一碳纳米管浆料 95.3 87.7 61.2 41.4
水系复合碳纳米管导电浆料 28.9 26.3 22.2 18.9
表2
序号 备注 首效(％) 0.1C/0.1C 0.3C/0.3C 0.3C/0.5C 0.3C/1C 0.3C/1.5C
1 实施例1 91.01 410.1 345.3 299.3 186.5 108.3
2 实施例2 89.84 398.1 336.3 287.7 171.6 120.5
3 实施例3 90.5 395.4 330.2 279.4 163.4 115.5
4 实施例4 92.89 423.4 356.4 310.4 195.2 123.1
5 实施例5 88.01 379.3 328.4 277.3 165.3 101.9
6 对比例1 82.1 345.2 311.4 271.5 156.2 88.4
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种水系复合碳纳米管导电浆料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将粉末状碳纳米管、分散剂和水性溶剂在球磨机中进行球磨，至粒径D50为10μm-15μm，然后将得到的浆料投入砂磨机中进行砂磨，至粒径D50为3.5μm-4.0μm，得到碳纳米管浆料；
(2)将粉末状石墨、分散剂和水性溶剂在球磨机中进行球磨，至粒径D50<50μm，然后将得到的浆料投入研磨设备中处理，至粒度D50<2μm，得到石墨烯浆料；
(3)将碳纳米管浆料和石墨烯浆料进行高速搅拌，得到水系复合碳纳米管导电浆料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)碳纳米管浆料的制备过程中，以粉末状碳纳米管、分散剂和水性溶剂的总质量为100％计，粉末状碳纳米管的质量占比为3％-6％，分散剂的质量占比为0.5％-2.5％。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述碳纳米管为多壁碳纳米管；
优选地，步骤(1)所述分散剂包括聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基苯磺酸钠或聚乙二醇对异辛基苯基醚中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，步骤(1)所述溶剂为水，优选为去离子水。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述球磨的频率为40HZ-60HZ，时间为1h-2h；
优选地，步骤(1)所述砂磨的转速为1000r/min-2500r/min。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)石墨烯浆料的制备过程中，以粉末状石墨、分散剂和水性溶剂的总质量为100％计，粉末状石墨的质量占比为3％-6％，分散剂的质量占比为0.5％-2.5％。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述分散剂包括聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基苯磺酸钠或聚乙二醇对异辛基苯基醚中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，步骤(2)所述水性溶剂为水，优选为去离子水。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述球磨的频率为40HZ-60HZ，时间为4h-5h。
8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述碳纳米管浆料的固含量≤5％，石墨烯浆料的固含量≤6％；
优选地，步骤(3)所述碳纳米管浆料和石墨烯浆料的质量比为(1-10):(1-10)；
优选地，步骤(3)所述碳纳米管浆料的质量:(碳纳米管浆料中分散剂的质量+石墨烯浆料中分散剂的质量)＝1-10。
9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述高速搅拌的转速为1500r/min-2000r/min；
优选地，步骤(3)所述高速搅拌的时间为15min-60min；
优选地，步骤(3)所述高速搅拌为循环搅拌，所述循环搅拌通过如下方式实现：搅拌产物返回搅拌设备进口继续搅拌，从而实现循环搅拌。
10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将粉末状多壁碳纳米管、聚乙烯吡咯烷酮和水在球磨机中进行球磨，球磨频率为40HZ-60HZ，时间为1h-2h，至粒径D50为10μm-15μm，然后将得到的浆料投入砂磨机中进行砂磨，砂磨转速为1000r/min-2500r/min，至粒径D50为3.5μm-4.0μm，得到碳纳米管浆料，浆料固含量≤5％；
(2)将粉末状石墨、聚乙烯吡咯烷酮和水在球磨机中进行球磨，球磨时间4h-5h至粒径D50<50μm，然后将得到的浆料投入研磨设备中处理，至粒度D50<2μm，得到石墨烯浆料，浆料固含量≤6％；
(3)将固含量≤5％的碳纳米管浆料和固含量≤6％的石墨烯浆料按质量比(1-10):(1-10)混合进行高速搅拌，转速为1500r/min-2000r/min，时间为15-60min，得到水系复合碳纳米管导电浆料；
其中，步骤(1)碳纳米管浆料的制备过程中，以粉末状多壁碳纳米管、聚乙烯吡咯烷酮和水的总质量为100％计，粉末状碳纳米管的质量占比为3％-6％，分散剂的质量占比为0.5％-2.5％；
步骤(2)石墨烯浆料的制备过程中，以粉末状石墨、聚乙烯吡咯烷酮和水的总质量为100％计，粉末状石墨的质量占比为3％-6％，分散剂的质量占比为0.5％-2.5％。
CN201911418713.9A 2019-12-31 2019-12-31 一种水系复合碳纳米管导电浆料的制备方法 Pending CN111129500A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911418713.9A CN111129500A (zh) 2019-12-31 2019-12-31 一种水系复合碳纳米管导电浆料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911418713.9A CN111129500A (zh) 2019-12-31 2019-12-31 一种水系复合碳纳米管导电浆料的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111129500A true CN111129500A (zh) 2020-05-08

Family

ID=70507081

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911418713.9A Pending CN111129500A (zh) 2019-12-31 2019-12-31 一种水系复合碳纳米管导电浆料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111129500A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112456479A (zh) * 2020-11-17 2021-03-09 安徽理工大学 一种均匀分散的石墨烯/碳纳米管复合材料的制备方法
CN113036146A (zh) * 2021-03-10 2021-06-25 哈尔滨万鑫石墨谷科技有限公司 一种碳纳米管导电浆料及其制备方法和应用
CN113571256A (zh) * 2021-07-22 2021-10-29 哈尔滨万鑫石墨谷科技有限公司 一种水系碳纳米管浆料及其制备方法和应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103956498A (zh) * 2014-04-18 2014-07-30 西南石油大学 一种碳纳米管/石墨烯复合材料的制备方法
WO2016150174A1 (zh) * 2015-03-24 2016-09-29 中国石油大学(北京) 一种碳纳米管-石墨烯复合导电浆料及其制备方法与应用
CN107706422A (zh) * 2017-07-14 2018-02-16 常州第六元素材料科技股份有限公司 石墨烯和碳纳米管的复合浆料及其制备方法、正极浆料及其方法
CN109830685A (zh) * 2019-04-03 2019-05-31 哈尔滨万鑫石墨谷科技有限公司 一种复合导电浆料、其制备方法及用途
CN110048123A (zh) * 2019-04-29 2019-07-23 苏州聚龙能源科技有限公司 锂离子电池石墨烯少壁碳纳米管水性导电剂及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103956498A (zh) * 2014-04-18 2014-07-30 西南石油大学 一种碳纳米管/石墨烯复合材料的制备方法
WO2016150174A1 (zh) * 2015-03-24 2016-09-29 中国石油大学(北京) 一种碳纳米管-石墨烯复合导电浆料及其制备方法与应用
CN107706422A (zh) * 2017-07-14 2018-02-16 常州第六元素材料科技股份有限公司 石墨烯和碳纳米管的复合浆料及其制备方法、正极浆料及其方法
CN109830685A (zh) * 2019-04-03 2019-05-31 哈尔滨万鑫石墨谷科技有限公司 一种复合导电浆料、其制备方法及用途
CN110048123A (zh) * 2019-04-29 2019-07-23 苏州聚龙能源科技有限公司 锂离子电池石墨烯少壁碳纳米管水性导电剂及其制备方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112456479A (zh) * 2020-11-17 2021-03-09 安徽理工大学 一种均匀分散的石墨烯/碳纳米管复合材料的制备方法
CN113036146A (zh) * 2021-03-10 2021-06-25 哈尔滨万鑫石墨谷科技有限公司 一种碳纳米管导电浆料及其制备方法和应用
CN113036146B (zh) * 2021-03-10 2022-06-28 哈尔滨万鑫石墨谷科技有限公司 一种碳纳米管导电浆料及其制备方法和应用
CN113571256A (zh) * 2021-07-22 2021-10-29 哈尔滨万鑫石墨谷科技有限公司 一种水系碳纳米管浆料及其制备方法和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107369823B (zh) 一种锂离子电池用人造石墨复合负极材料及其制备方法
CN102195032B (zh) 锂离子电池极片制备方法
EP4167308A1 (en) Electrode plate and preparation method therefor, and battery
CN109119592B (zh) 一种钛酸锂负极极片、制备方法及钛酸锂电池
CN107026262B (zh) 表面石墨烯包覆的高容量球形硬炭负极材料
CN111129500A (zh) 一种水系复合碳纳米管导电浆料的制备方法
CN110400927A (zh) 一种锂离子电池用硅碳复合负极材料及其制备方法
CN103311541A (zh) 一种锂离子电池复合正极材料及其制备方法
CN108470884A (zh) 一种水基粘结剂制备的锂离子电池电极
CN105552359A (zh) 锂电池正极浆料的制备方法
CN111048742A (zh) 一种含有核壳式硅负极材料的极片、其制备方法和用途
CN102299330A (zh) 活性碳-纳米硅复合粉体及其合成方法及其制作的锂离子电池
CN111029558A (zh) 一种中空核壳结构硅碳复合负极材料及其制备方法
CN108470910B (zh) 一种交联型复合粘接剂及其应用和基于其制备的锂离子电池负极材料和制备方法
CN101931077B (zh) 锂离子电池负极材料及制备方法
CN108493452B (zh) 一种抑制极片材料膨胀的水性粘结剂及基于其的锂离子电池负极材料和制备方法
CN113328098A (zh) 一种负极片及包括该负极片的锂离子电池
CN103872306A (zh) 一种钛酸锂负极浆料的制备方法
CN102290576B (zh) 一种多元掺杂锂磷酸盐正极材料及其制备方法、锂离子动力电池
CN105047917A (zh) 一种磷酸铁锂电池正极材料的制备方法
CN106486641A (zh) 一种锂离子电池用改性人造石墨负极及其制备方法
CN105720267A (zh) 一种磷酸亚铁锂动力电池正极片的制备方法
CN105870401A (zh) 石墨烯作为导电剂用于锂离子电池负极浆料的方法
CN109817984B (zh) 高功率石墨负极浆料制备方法
CN104979556B (zh) 一种氮掺杂Cu3P/C‑Cu锂离子电池负极材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200508

RJ01 Rejection of invention patent application after publication