CN111293311A - 导电剂浆料、导电剂浆料制备方法以及电池正极浆料 - Google Patents
导电剂浆料、导电剂浆料制备方法以及电池正极浆料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111293311A CN111293311A CN202010105726.7A CN202010105726A CN111293311A CN 111293311 A CN111293311 A CN 111293311A CN 202010105726 A CN202010105726 A CN 202010105726A CN 111293311 A CN111293311 A CN 111293311A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- graphene
- conductive agent
- slurry
- conductive
- carbon nanotube
- 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
Links
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 title claims abstract description 63
- 239000002002 slurry Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 239000011267 electrode slurry Substances 0.000 title claims description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 111
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims abstract description 89
- 239000002109 single walled nanotube Substances 0.000 claims abstract description 56
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000010008 shearing Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 21
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 claims description 19
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 claims description 16
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims description 16
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 abstract description 13
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 9
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 8
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 8
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 7
- 239000006256 anode slurry Substances 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 6
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 4
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 3
- 239000006183 anode active material Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- 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
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/136—Electrodes based on inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy
-
- 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
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
- H01M4/5825—Oxygenated metallic salts or polyanionic structures, e.g. borates, phosphates, silicates, olivines
-
- 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
- H01M4/621—Binders
-
- 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
- H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
- H01M2004/028—Positive electrodes
-
- 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)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
本发明提供一种导电剂浆料，包括：包括：在溶剂中以石墨烯0.8～2.6份、分散剂1～2份、单壁碳纳米管0.1～0.4份以及导电炭黑1～2.8份成分比例分散的混合物；其中，石墨烯的粒度为D50＝3～5微米；单壁碳纳米管的在混合物中的含量不大于0.4wt％。本发明的导电剂浆料具有稳定的界面和良好的电容量保持能力。还提供一种导电剂浆料制备方法，包括：将石墨烯以100‑150bar剪切处理，以使被处理后的石墨烯的粒度为D50＝3～5微米；将单壁碳纳米管剪切处理3‑7小时；将经过剪切处理的石墨烯和经过剪切处理的单壁碳纳米管进行混合分散处理1‑5小时，以形成石墨烯碳纳米管混合物；向石墨烯碳纳米管混合物加入溶剂、分散剂以及导电炭黑形成浆料预制物；将浆料预制物进行破碎处理以形成导电剂浆料。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种导电剂浆料、导电剂浆料制备方法以及电池正极。
背景技术
为了保证电池的大电流放电能力，正极和负极电极的电子电导率和离子电导率都必须是最佳的，低电阻阻抗的正极和负极电极材料对于锂离子电池的充电倍率性能和放电功率性能和低温性能提高具有重要的意义。锂离子电池电芯的正极和负极材料的本征电导率不高，特别是锂离子电池电芯的正极材料本身的电导率更是很低，一般商用的锂离子电池正极和负极材料中会掺杂导电剂，特别是正极材料中掺杂的导电剂材料更多。导电剂通常以导电剂浆料的形式进行存储和使用，但是，目前的导电剂浆料的界面稳定性通常不符合6个月的储存下上中下层浓度差异小于0.3％的要求。
发明内容
本发明提供的导电剂浆料、导电剂浆料制备方法以及电池正极，能够形成稳定的界面，确保符合储存要求。
第一方面，本发明提供导电剂浆料，包括：在溶剂中以石墨烯0.8～2.6份、分散剂1～2份、单壁碳纳米管0.1～0.4份以及导电炭黑1～2.8份成分比例分散的混合物；其中，
所述石墨烯的粒度为D50＝3～5微米；
所述单壁碳纳米管的在所述混合物中的含量不大于0.4wt％。
可选地，所述分散剂为含有PVDF和PVP的混合分散剂。
可选地，溶剂、石墨烯、PVDF、PVP、单壁碳纳米管以及导电炭黑的质量比为96：1：0.8：0.8：0.3：1.1。
可选地，所述溶剂为NMP溶剂。
本发明提供的导电剂浆料，具有稳定的界面，经验证，在常温下6个月保持稳定，上中下层密度分布差异小于0.3wt％。并且，本发明提供的导电剂浆料具有良好的容量保持能力，经验证，在10C放电倍率可以得到85％以上容量；0.5C倍率充电，3C放电200循环后，其仍具有100％的容量保持率，无衰减。
第二方面，本发明提供一种导电剂浆料制备方法，用于制备如上述任意一项所述的导电剂浆料，包括：
将石墨烯以100-150bar剪切处理，以使被处理后的所述石墨烯的粒度为D50＝3～5微米；
将单壁碳纳米管剪切处理3-7小时；
将经过剪切处理的所述石墨烯和所述经过剪切处理的单壁碳纳米管进行混合分散处理1-5小时，以形成石墨烯碳纳米管混合物；
向所述石墨烯碳纳米管混合物加入溶剂、分散剂以及导电炭黑形成浆料预制物；
将所述浆料预制物进行破碎处理以形成导电剂浆料。
可选地，将石墨烯以100-150bar剪切处理的过程采用均质机进行处理。
可选地，将所述浆料预制物进行破碎处理过程中，当所述浆料预制物符合D50＝3～5微米的浆料粒度分布曲线时停止破碎处理。
采用本发明提供的导电剂浆料制备方法制备的导电剂浆料，具有稳定的界面，经验证，在常温下6个月保持稳定，上中下层密度分布差异小于0.3wt％。并且，本发明提供的导电剂浆料制备方法制备的导电剂浆料具有良好的容量保持能力，经验证，在10C放电倍率可以得到85％以上容量；0.5C倍率充电，3C放电200循环后，其仍具有100％的容量保持率，无衰减。
第三方面，本发明提供一种电池正极浆料，采用如上述任意一项所述导电剂浆料制成，包括正极活性材料94％～98.5％、粘结剂1％～5％和导电剂0.1％～1.5％；所述导电剂包括石墨烯0.8～2.6份、单壁碳纳米管0.1～0.4份以及导电炭黑1～2.8份；其中，
所述石墨烯的粒度为D50＝3～5微米；
所述单壁碳纳米管的含量不大于0.1wt％。
可选地，正极活性材料、粘结剂和导电剂的重量比为97:2:1。
可选地，所述石墨烯和所述导电炭黑的重量之和与所述单壁碳纳米管的重量比为不小于9:1。
采用本发明提供的电池正极浆料，其中的导电剂具有稳定的界面，经验证，在常温下6个月保持稳定，上中下层密度分布差异小于0.3wt％。并且，本发明提供的电池正极浆料具有良好的容量保持能力，经验证，在10C放电倍率可以得到85％以上容量；0.5C倍率充电，3C放电200循环后，其仍具有100％的容量保持率，无衰减。
附图说明
图1为本发明一实施例的导电剂浆料制备方法流程图；
图2为以正极活性材料磷酸铁锂：粘结剂PVDF：导电炭黑SP：石墨烯：SWCNT＝97:2:0.5:0.45:0.05的配方以0.5C充电3C放电循环200圈的容量曲线及充放电效率曲线；
图3为以正极活性材料磷酸铁锂：粘结剂PVDF：导电炭黑SP：石墨烯：SWCNT＝97:2:0.5:0.45:0.05的配方以0.5C充电3C放电200次循环充放电过程的中值电压曲线；
图4为以正极活性材料磷酸铁锂：粘结剂PVDF：导电炭黑SP：石墨烯：SWCNT＝97:2:0.5:0.45:0.05的配方以0.5C充电各倍率放电各20次循环的充放电容量循环倍率曲线；
图5为以正极活性材料磷酸铁锂：粘结剂PVDF：导电炭黑SP：石墨烯：SWCNT＝97:2:0.5:0.45:0.05的配方以0.5C充电各倍率放电各20次循环的充放电容量循环的中值电压曲线；
图6为以正极活性材料磷酸铁锂：粘结剂PVDF：导电炭黑SP：石墨烯：SWCNT＝96：2.5:1.5:0:0的配方以0.5C充电3C放电循环200圈的容量曲线及充放电效率曲线；
图7为以正极活性材料磷酸铁锂：粘结剂PVDF：导电炭黑SP：石墨烯：SWCNT＝96：2.5:1.5:0:0的配方以0.5C充电3C放电200次循环充放电过程的中值电压曲线；
图8为以正极活性材料磷酸铁锂：粘结剂PVDF：导电炭黑SP：石墨烯：SWCNT＝96：2.5:1.5:0:0的配方以0.5C充电各倍率放电各20次循环的充放电容量循环倍率曲线；
图9为以正极活性材料磷酸铁锂：粘结剂PVDF：导电炭黑SP：石墨烯：SWCNT＝96：2.5:1.5:0:0的配方以0.5C充电各倍率放电各20次循环的充放电容量循环的中值电压曲线。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种导电剂浆料，包括：包括：在溶剂中以石墨烯0.8～2.6份、分散剂1～2份、单壁碳纳米管0.1～0.4份以及导电炭黑1～2.8份成分比例分散的混合物；其中，
所述石墨烯为采用120bar剪切处理后的石墨烯，所述石墨烯的粒度为D50＝3～5微米；使用Hummers法制造氧化还原法石墨烯粉体；其比表面积达到570m2/g，厚度为1-2nm；对上述石墨烯粉体进行结构化重整，其电导率从20000S/cm提高到400000S/cm；使用高压均质机使用120bar对石墨烯进行高压剪切处理，粒度达到D50＝3～5微米；其从具有较大的缺陷到无缺陷；金属杂质含量从100ppm降低到35ppm。
所述单壁碳纳米管的在所述混合物中的含量不大于0.4wt％。作为可选的实施方式，单壁碳纳米管的含量可以为0.4wt％，0.3wt％，0.2wt％，0.1wt％；作为优选的实施方式，单壁碳纳米管的含量可以选用0.3wt％。
所述溶剂、石墨烯、分散剂、单壁碳纳米管以及导电炭黑混合后经过破碎处理；使用分散剂对单壁碳纳米管和结构化重整结构的石墨烯进行混合时，为了克服石墨烯层间和石墨烯与单壁碳纳米管层间和单壁碳纳米管层间之间的界面形成均匀分散结构，使用高压破碎机进行破碎处理。
作为本实施例优选的实施方式，所述分散剂为含有PVDF和PVP的混合分散剂。
作为本实施例优选的实施方式，溶剂、石墨烯、PVDF、PVP、单壁碳纳米管以及导电炭黑的质量比为96：1：0.8：0.8：0.3：1.1。
作为本实施例优选的实施方式，所述溶剂为NMP溶剂。
本实施例提供的导电剂浆料，具有稳定的界面，经验证，在常温下6个月保持稳定，上中下层密度分布差异小于0.3wt％。并且，本实施例提供的导电剂浆料具有良好的容量保持能力，经验证，在10C放电倍率可以得到85％以上容量；0.5C倍率充电，3C放电200循环后，其仍具有100％的容量保持率，无衰减。
作为本实施例的一优选具体实施方式，导电剂浆料包括质量比例为质量比为96：1：0.8：0.8：0.3：1.1的溶剂、石墨烯、分散剂、单壁碳纳米管以及导电炭黑；其中，
所述石墨烯为采用120bar剪切处理后的石墨烯，所述石墨烯的粒度为D50＝3～5微米；
所述溶剂、石墨烯、分散剂、单壁碳纳米管以及导电炭黑混合后经过破碎处理。
实施例2
本实施例提供一种导电剂浆料制备方法，如图1所示，用于制备如上述实施例1任意一种导电剂浆料，包括：
将石墨烯以100-150bar剪切处理，优选地，将石墨烯以120bar剪切处理，控制所述石墨烯的粒度为D50＝3～5微米；使用Hummers法制造氧化还原法石墨烯粉体；其比表面积达到570m2/g，厚度为1-2nm；对本石墨烯粉体进行结构化重整，其电导率从20000S/cm提高到400000S/cm；使用高压均质机使用120bar对石墨烯进行高压剪切处理，粒度达到D50＝3～5微米；其从具有较大的缺陷到无缺陷；金属杂质含量从100ppm降低到35ppm。
将单壁碳纳米管剪切处理3-7小时；优选地，将单壁碳纳米管剪切处理5小时；
将经过剪切处理的所述石墨烯和所述经过剪切处理的单壁碳纳米管进行混合分散处理1-5小时，以形成石墨烯碳纳米管混合物；优选地，将所述石墨烯和所述单壁碳纳米管进行混合分散处理3小时；
向所述石墨烯碳纳米管混合物加入溶剂、分散剂以及导电炭黑形成浆料预制物；
将所述浆料预制物进行破碎处理以形成导电剂浆料；使用分散剂对单壁碳纳米管和结构化重整结构的石墨烯进行混合时，为了克服石墨烯层间和石墨烯与单壁碳纳米管层间和单壁碳纳米管层间之间的界面形成均匀分散结构，使用高压破碎机进行破碎处理。
作为可选的实施方式，将石墨烯以120bar剪切处理的过程采用均质机进行处理；
将单壁碳纳米管剪切处理5小时的过程采用碳纳米管剪切设备进行处理；
将所述石墨烯和所述单壁碳纳米管进行混合分散处理3小时的过程采用砂磨机进行处理。
作为可选的实施方式，将所述混合物进行破碎处理过程中，控制所述混合物符合D50＝3～5微米的浆料粒度分布曲线。
采用本实施例提供的导电剂浆料制备方法制备的导电剂浆料，具有稳定的界面，经验证，在常温下6个月保持稳定，上中下层密度分布差异小于0.3wt％。并且，本实施例提供的导电剂浆料制备方法制备的导电剂浆料具有良好的容量保持能力，经验证，在10C放电倍率可以得到85％以上容量；0.5C倍率充电，3C放电200循环后，其仍具有100％的容量保持率，无衰减。
实施例3
本实施例提供一种电池正极浆料，采用如实施例1任意一种导电剂浆料制成，包括正极活性材料94％～98.5％、粘结剂1％～5％和导电剂0.1％～1.5％；所述导电剂包括石墨烯0.8～2.6份、单壁碳纳米管0.1～0.4份以及导电炭黑1～2.8份；其中，
所述石墨烯为采用120bar剪切处理后的石墨烯，所述石墨烯的粒度为D50＝3～5微米；使用Hummers法制造氧化还原法石墨烯粉体；其比表面积达到570m2/g，厚度为1-2nm；对本石墨烯粉体进行结构化重整，其电导率从20000S/cm提高到400000S/cm；使用高压均质机使用120bar对石墨烯进行高压剪切处理，粒度达到D50＝3～5微米；其从具有较大的缺陷到无缺陷；金属杂质含量从100ppm降低到35ppm。
所述碳纳米管的含量不大于0.1wt％。碳纳米管的含量是以碳纳米管的质量与正极活性材料、粘结剂和导电剂质量之和的比值。
可选地，正极活性材料、粘结剂和导电剂的重量比为97:2:1。
可选地，所述石墨烯和所述导电炭黑的重量之和与所述单壁碳纳米管的重量比为不小于9:1，优选地，可以选用的比例为95:5。
作为本实施例优选的具体实施方式，包括正极活性材料、粘结剂和导电剂；所述导电剂包括石墨烯、导电炭黑和以及单壁碳纳米管；其中，
采用120bar剪切处理后的石墨烯，所述石墨烯的粒度为D50＝3～5微米；
正极活性材料重量：粘结剂重量：石墨烯与导电炭黑重量之和：单壁碳纳米管＝97:2:0.95:0.05。
作为本实施例的优选的另一具体实施方式：包括正极活性材料、粘结剂和导电剂；所述导电剂包括石墨烯、导电炭黑和以及单壁碳纳米管；其中，
所述石墨烯为采用100～150bar剪切处理后的石墨烯，优选地，所述石墨烯为采用120bar剪切处理后的石墨烯，所述石墨烯的粒度为D50＝3～5微米；
正极活性材料重量：粘结剂重量：石墨烯与导电炭黑重量之和：单壁碳纳米管＝97:2:0.9:0.1。
采用本实施例提供的电池正极浆料，其中的导电剂具有稳定的界面，经验证，在常温下6个月保持稳定，上中下层密度分布差异小于0.3wt％。并且，本实施例提供的电池正极浆料具有良好的容量保持能力，经验证，在10C放电倍率可以得到85％以上容量；0.5C倍率充电，3C放电200循环后，其仍具有100％的容量保持率，无衰减。
具体地，如图2-9所示，以正极活性材料磷酸铁锂：粘结剂PVDF：导电炭黑SP：石墨烯：SWCNT＝97:2:0.5:0.45:0.05的配方为实例，以正极活性材料磷酸铁锂：粘结剂PVDF：导电炭黑SP：石墨烯：SWCNT＝96：2.5:1.5:0:0的配方为对比例验证了本实施例的技术效果。
如图2和6所示，实例中，以0.5C充电3C放电循环200圈后容量曲线及充放电效率曲线基本能保持100％，并不发生衰减，但对比例中的电容量发生了明显的衰减。
如图3和7所示，实例中，0.5C充电3C放电200次循环充放电过程的中值电压曲线并未发生明显下降，而对比例中则发生了明显的下降。
如图4和8所示，实例中，0.5C充电10C倍率放电20次循环后，仍能保持85％以上的容量，而对比例中，0.5C充电8C倍率放电20次循环后，其容量已经衰减到接近0％。
如图5和9所示，实例中，0.5C充电各倍率放电各20次循环(放电倍率的选择与图4相同)的充放电容量循环的中值电压曲线并未发生明显的降低，但是在对比例中(对比例中的放电倍率选择与图8相同)，充放电容量循环的中值电压曲线并发生明显的降低。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种导电剂浆料，其特征在于：包括：在溶剂中以石墨烯0.8～2.6份、分散剂1～2份、单壁碳纳米管0.1～0.4份以及导电炭黑1～2.8份成分比例分散的混合物；其中，
所述石墨烯的粒度为D50＝3～5微米；
所述单壁碳纳米管的在所述混合物中的含量不大于0.4wt％。
2.如权利要求1所述导电剂浆料，其特征在于：所述分散剂为含有PVDF和PVP的混合分散剂。
3.如权利要求2所述导电剂浆料，其特征在于：溶剂、石墨烯、PVDF、PVP、单壁碳纳米管以及导电炭黑的质量比为96：1：0.8：0.8：0.3：1.1。
4.如权利要求1所述导电剂浆料，其特征在于：所述溶剂为NMP溶剂。
5.一种导电剂浆料制备方法，用于制备如权利要求1-4任意一项所述的导电剂浆料，其特征在于：包括：
将石墨烯以100-150bar剪切处理，以使被处理后的所述石墨烯的粒度为D50＝3～5微米；
将单壁碳纳米管剪切处理3-7小时；
将经过剪切处理的所述石墨烯和所述经过剪切处理的单壁碳纳米管进行混合分散处理1-5小时，以形成石墨烯碳纳米管混合物；
向所述石墨烯碳纳米管混合物加入溶剂、分散剂以及导电炭黑形成浆料预制物；
将所述浆料预制物进行破碎处理以形成导电剂浆料。
6.如权利要求5所述导电剂浆料制备方法，其特征在于：将石墨烯以100-150bar剪切处理的过程采用均质机进行处理。
7.如权利要求5所述导电剂浆料制备方法，其特征在于：将所述浆料预制物进行破碎处理过程中，当所述浆料预制物符合D50＝3～5微米的浆料粒度分布曲线时停止破碎处理。
8.一种电池正极浆料，采用如权利要求1-4任意一项所述导电剂浆料制成，其特征在于：包括正极活性材料94％～98.5％、粘结剂1％～5％和导电剂0.1％～1.5％；所述导电剂包括石墨烯0.8～2.6份、单壁碳纳米管0.1～0.4份以及导电炭黑1～2.8份；其中，
所述石墨烯的粒度为D50＝3～5微米；
所述单壁碳纳米管的含量不大于0.1wt％。
9.如权利要求8所述电池正极浆料，其特征在于：正极活性材料、粘结剂和导电剂的重量比为97:2:1。
10.如权利要求8所述电池正极浆料，其特征在于：所述石墨烯和所述导电炭黑的重量之和与所述单壁碳纳米管的重量比为不小于9:1。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010105726.7A CN111293311A (zh) | 2020-02-20 | 2020-02-20 | 导电剂浆料、导电剂浆料制备方法以及电池正极浆料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010105726.7A CN111293311A (zh) | 2020-02-20 | 2020-02-20 | 导电剂浆料、导电剂浆料制备方法以及电池正极浆料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111293311A true CN111293311A (zh) | 2020-06-16 |
Family
ID=71024627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010105726.7A Pending CN111293311A (zh) | 2020-02-20 | 2020-02-20 | 导电剂浆料、导电剂浆料制备方法以及电池正极浆料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111293311A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111697226A (zh) * | 2020-06-23 | 2020-09-22 | 内蒙古中科四维热管理材料有限公司 | 油性导电剂浆料和电极片的制备方法及电池的组装方法 |
| CN113809331A (zh) * | 2020-06-17 | 2021-12-17 | 东营市海科新源化工有限责任公司 | 一种用于锂离子电池正极的多功能添加剂及其制备方法、锂离子电池 |
| CN114420913A (zh) * | 2022-01-24 | 2022-04-29 | 上海兰钧新能源科技有限公司 | 一种正极浆料制作方法 |
| WO2024109728A1 (zh) * | 2022-11-21 | 2024-05-30 | 卡博特公司 | 导电剂、用于锂电池的电极、和制备导电剂的方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106711453A (zh) * | 2016-12-28 | 2017-05-24 | 深圳市德方纳米科技股份有限公司 | 一种导电碳浆料、正极材料极片、锂离子电池 |
| 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 |
| CN108091878A (zh) * | 2017-12-05 | 2018-05-29 | 四川华昆能源有限责任公司 | 一种锂硫电池用石墨烯碳纳米管复合导电骨架的制备方法 |
| CN108183223A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-19 | 青岛昊鑫新能源科技有限公司 | 一种碳纳米管、石墨烯和导电炭黑复配的导电浆料及其制备方法 |
| CN109735064A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-05-10 | 重庆墨希科技有限公司 | 一种导电母粒及其制备方法 |
| CN109768279A (zh) * | 2018-12-20 | 2019-05-17 | 上海力信能源科技有限责任公司 | 一种复合导电剂及其制备方法、锂离子电池正极 |
| CN109841834A (zh) * | 2017-11-28 | 2019-06-04 | 横店集团东磁股份有限公司 | 一种复合导电剂、其制备方法及在正极浆料的应用 |
-
2020
- 2020-02-20 CN CN202010105726.7A patent/CN111293311A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106711453A (zh) * | 2016-12-28 | 2017-05-24 | 深圳市德方纳米科技股份有限公司 | 一种导电碳浆料、正极材料极片、锂离子电池 |
| 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 |
| CN109841834A (zh) * | 2017-11-28 | 2019-06-04 | 横店集团东磁股份有限公司 | 一种复合导电剂、其制备方法及在正极浆料的应用 |
| CN108091878A (zh) * | 2017-12-05 | 2018-05-29 | 四川华昆能源有限责任公司 | 一种锂硫电池用石墨烯碳纳米管复合导电骨架的制备方法 |
| CN108183223A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-19 | 青岛昊鑫新能源科技有限公司 | 一种碳纳米管、石墨烯和导电炭黑复配的导电浆料及其制备方法 |
| CN109768279A (zh) * | 2018-12-20 | 2019-05-17 | 上海力信能源科技有限责任公司 | 一种复合导电剂及其制备方法、锂离子电池正极 |
| CN109735064A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-05-10 | 重庆墨希科技有限公司 | 一种导电母粒及其制备方法 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113809331A (zh) * | 2020-06-17 | 2021-12-17 | 东营市海科新源化工有限责任公司 | 一种用于锂离子电池正极的多功能添加剂及其制备方法、锂离子电池 |
| CN113809331B (zh) * | 2020-06-17 | 2023-06-20 | 东营市海科新源化工有限责任公司 | 一种多功能添加剂及其制备方法、锂离子电池 |
| CN111697226A (zh) * | 2020-06-23 | 2020-09-22 | 内蒙古中科四维热管理材料有限公司 | 油性导电剂浆料和电极片的制备方法及电池的组装方法 |
| CN111697226B (zh) * | 2020-06-23 | 2022-05-17 | 内蒙古中科四维热管理材料有限公司 | 油性导电剂浆料和电极片的制备方法及电池的组装方法 |
| CN114420913A (zh) * | 2022-01-24 | 2022-04-29 | 上海兰钧新能源科技有限公司 | 一种正极浆料制作方法 |
| WO2024109728A1 (zh) * | 2022-11-21 | 2024-05-30 | 卡博特公司 | 导电剂、用于锂电池的电极、和制备导电剂的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111293311A (zh) | 导电剂浆料、导电剂浆料制备方法以及电池正极浆料 | |
| US11967708B2 (en) | Lithium ion battery negative electrode material and preparation method therefor | |
| Logeshkumar et al. | Influence of some nanostructured materials additives on the performance of lead acid battery negative electrodes | |
| CN102683657B (zh) | 一种锂离子电池负极用石墨烯复合材料及其制备方法 | |
| EP3859825A1 (en) | Positive electrode additive and preparation method therefor, positive electrode and preparation method therefor, and lithium ion battery | |
| WO2016110127A1 (zh) | 一种锂离子/钠离子电池用负极活性材料、负极及电池 | |
| CN107492661B (zh) | 一种石墨烯锂电导电浆料及其制备方法 | |
| Hang et al. | The effect of carbon species on the properties of Fe/C composite for metal–air battery anode | |
| Liao et al. | Enhanced reversibility and cyclic stability of biomass-derived silicon/carbon anode material for lithium-ion battery | |
| CN113066984B (zh) | 一种导电浆料及其制备方法和应用 | |
| KR20230027203A (ko) | 양극 시트 및 배터리 | |
| Pei et al. | Study on the high-temperature electrochemical performance of perovskite-type oxide LaFeO3 with carbon modification | |
| Xu et al. | Cyanometallic framework-derived dual-buffer structure of Sn-Co based nanocomposites for high-performance lithium storage | |
| Wen et al. | Good cycling stability and high initial efficiency demonstrated in full cells with limited lithium source for an advanced SnO2–Co–C composite anode | |
| JP2011119207A (ja) | 電極用粒子、リチウムイオン二次電池用負極材料及び電極用粒子の製造方法 | |
| JP2011100616A (ja) | 電極用粒子、リチウムイオン二次電池用負極材料及び電極用粒子の製造方法 | |
| Wu et al. | Effect of carbon coating on the electrochemical properties of La–Y–Ni-based hydrogen storage alloys | |
| Zheng et al. | Sub-10 nm SnO2/Fe3O4/graphene nanosheets: nanocatalysis to improve initial coulombic efficiency for lithium storage | |
| Wang et al. | VO2/CNTs thick cathode electrode with multi-dimensional electron transport pathways enabled by rolling for high energy thermal batteries | |
| CN115207359B (zh) | 一种锂离子电池正极浆料及其制备方法和锂离子电池 | |
| Chen et al. | Self-assembly design of novel tin/lignite–derived graphene–like porous carbon composite for lithium–ion battery | |
| Wang et al. | Effect of Carbon Nanotube Dispersion on Electrochemical Behavior of the CNTs/LiCoO2 Composite Cathode | |
| CN109309223B (zh) | 一种Co3O4/Pd纳米复合电极材料及其制备方法 | |
| CN107104235B (zh) | 用于锂离子电池负极材料的石墨烯纳米铜复合材料的制备方法 | |
| Muchuweni et al. | Towards high-performance lithium-ion batteries by introducing graphene-based materials into LiFePO4 cathodes: A review |
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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200616 |