CN111628171A - 一种电池石墨导电剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电池石墨导电剂及其制备方法，其各原料组成配比为：石墨烯8‑16份；三乙烯四胺2‑3份；丙二醇脂肪酸酯4‑7份；聚甘油单油酸酯7‑10份；乙醇45‑60份；丙酮8‑20份；丁内酯7‑15份；三氧化二铽2‑3.5份；多亚甲基多苯基多异氰酸酯0.5‑1.5份；氟代碳酸乙烯酯5‑8份。本发明电池石墨导电剂的制备方法成本低廉，原材料易得，工艺简单，所得电池石墨导电剂性能优异且稳定，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于导电剂技术领域，尤其涉及一种电池石墨导电剂及其制备方法。
背景技术
锂离子电池是一种二次电池(充电电池)，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。
锂离子电池具有比容量高、绿色环保等优点，适合作为新型能源的高效储能器件。由于锂离子电池的正极活性物质多为过渡金属氧化物或磷酸盐，其电子导电性较差，故需添加导电剂，填充于活性物质之间以便构筑连续的导电网络，从而提高极片的导电性。
现有技术的锂离子电池主要使用导电石墨、乙炔黑和碳纳米管作为导电剂，乙炔黑是由呈球形的无定形碳颗粒组成的链状物，是目前使用最为广泛的导电剂，价格低廉，但为了达到增强电极活性物质间相互接触的目的，所需要的添加量较大，从而造成电极容量的下降；碳纳米管是呈线型的一维碳质材料，与乙炔黑相比，碳纳米管具有更佳的导电性能且添加量少，但目前碳纳米管的价格昂贵，且作为导电剂使用时存在分散困难的缺点。
发明内容
针对上述现有技术的现状，本发明提供了一种电池石墨导电剂及其制备方法，以解决现有技术中存在的上述缺陷。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种电池石墨导电剂，其各原料组成配比为：石墨烯8-16份；三乙烯四胺2-3份；丙二醇脂肪酸酯4-7份；聚甘油单油酸酯7-10份；乙醇45-60份；丙酮8-20份；丁内酯7-15份；三氧化二铽2-3.5份；多亚甲基多苯基多异氰酸酯0.5-1.5份；氟代碳酸乙烯酯5-8份。
优选的，所述石墨烯由鳞片石墨、膨胀石墨和人工石墨中的至少一种制备而成。
一种电池石墨导电剂的制备方法，包括以下步骤：
a、将石墨烯、三乙烯四胺、丙二醇脂肪酸酯和聚甘油单油酸酯通过球磨震荡分离，球磨自转速度为250-700rpm，公转速度为5-25rpm，球磨时间为35-40h，得到均匀混合物A；
b、将混合物A与乙醇、丙酮和丁内酯混合均匀，通过超声分散机，超声分散20-25min后，得到混合物B；
c、在混合物B中加入三氧化二铽，在工作温度40-50℃下搅拌50-65min；得到混合物C；
d、在混合物C中加入多亚甲基多苯基多异氰酸酯和氟代碳酸乙烯酯，搅拌均匀得到电池石墨导电剂。
有益效果：
本发明电池石墨导电剂的制备方法成本低廉，原材料易得，工艺简单，所得电池石墨导电剂性能优异且稳定，具有良好的市场应用前景。
附图说明
无图。
具体实施方式
为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解和认识，用以较佳的实施例详细的说明，说明如下：
一种电池石墨导电剂，其各原料组成配比为：石墨烯8-16份；三乙烯四胺2-3份；丙二醇脂肪酸酯4-7份；聚甘油单油酸酯7-10份；乙醇45-60份；丙酮8-20份；丁内酯7-15份；三氧化二铽2-3.5份；多亚甲基多苯基多异氰酸酯0.5-1.5份；氟代碳酸乙烯酯5-8份。
进一步说明，本实施例中所述石墨烯由鳞片石墨、膨胀石墨和人工石墨中的至少一种制备而成。
一种电池石墨导电剂的制备方法，包括以下步骤：
a、将石墨烯、三乙烯四胺、丙二醇脂肪酸酯和聚甘油单油酸酯通过球磨震荡分离，球磨自转速度为250-700rpm，公转速度为5-25rpm，球磨时间为35-40h，得到均匀混合物A；
b、将混合物A与乙醇、丙酮和丁内酯混合均匀，通过超声分散机，超声分散20-25min后，得到混合物B；
c、在混合物B中加入三氧化二铽，在工作温度40-50℃下搅拌50-65min；得到混合物C；
d、在混合物C中加入多亚甲基多苯基多异氰酸酯和氟代碳酸乙烯酯，搅拌均匀得到电池石墨导电剂。
进一步说明，在一个较佳实施例中，a、将石墨烯10份、三乙烯四胺2份、丙二醇脂肪酸酯5份和聚甘油单油酸酯5份通过球磨震荡分离，球磨自转速度为500rpm，公转速度为15rpm，球磨时间为35h，得到均匀混合物A；
b、将混合物A与乙醇50份、丙酮12份和丁内酯10份混合均匀，通过超声分散机，超声分散20min后，得到混合物B；
c、在混合物B中加入三氧化二铽2份，在工作温度45℃下搅拌50min；得到混合物C；
d、在混合物C中加入多亚甲基多苯基多异氰酸酯1份和氟代碳酸乙烯酯5份，搅拌均匀得到电池石墨导电剂。对其进行性能测试，在2.5％的添加量下，将其用于钴酸锂正极，与常规组进行对比，使用该电池石墨导电剂其电池循环性能提升25％。
本发明电池石墨导电剂的制备方法成本低廉，原材料易得，工艺简单，所得电池石墨导电剂性能优异且稳定，具有良好的应用前景。
需要说明的是，在本文中诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神与范围。
Claims (3)
1.一种电池石墨导电剂，其特征在于：各原料组成配比为：石墨烯8-16份；三乙烯四胺2-3份；丙二醇脂肪酸酯4-7份；聚甘油单油酸酯7-10份；乙醇45-60份；丙酮8-20份；丁内酯7-15份；三氧化二铽2-3.5份；多亚甲基多苯基多异氰酸酯0.5-1.5份；氟代碳酸乙烯酯5-8份。
2.根据权利要求1所述的一种电池石墨导电剂及其制备方法，其特征在于：所述石墨烯由鳞片石墨、膨胀石墨和人工石墨中的至少一种制备而成。
3.一种如权利要求1-2任一所述的电池石墨导电剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
a、将石墨烯、三乙烯四胺、丙二醇脂肪酸酯和聚甘油单油酸酯通过球磨震荡分离，球磨自转速度为250-700rpm，公转速度为5-25rpm，球磨时间为35-40h，得到均匀混合物A；
b、将混合物A与乙醇、丙酮和丁内酯混合均匀，通过超声分散机，超声分散20-25min后，得到混合物B；
c、在混合物B中加入三氧化二铽，在工作温度40-50℃下搅拌50-65min；得到混合物C；
d、在混合物C中加入多亚甲基多苯基多异氰酸酯和氟代碳酸乙烯酯，搅拌均匀得到电池石墨导电剂。
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| CN105118998A (zh) * | 2015-04-29 | 2015-12-02 | 宁波职业技术学院 | 一种石墨烯导电剂 |
| CN107785585A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-03-09 | 南京旭羽睿材料科技有限公司 | 一种石墨烯导电剂 |
| CN110165212A (zh) * | 2018-01-26 | 2019-08-23 | 山东星火科学技术研究院 | 一种石墨烯电池导电剂 |
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