CN113964324B - 膏体导电剂及其制备方法、负极浆料及其制备方法、负极、锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种膏体导电剂及其制备方法、负极浆料及其制备方法、负极、锂离子电池。本申请中，所述膏体导电剂由包括导电剂粉末和润湿剂的组合物均匀混合而形成。使用本发明第一方面提供的膏体导电剂的浆料在制备形成电极时涂布开裂现象得以缓解，形成更均一的负极表面；本发明第五方面提供的锂离子电池电化学性能更好，倍率性能、循环容量保持率均得以提升。
Description
技术领域
本发明涉及二次电池领域，特别涉及膏体导电剂及其制备方法、负极浆料及其制备方法、负极、锂离子电池。
背景技术
伴随着锂离子电池不断地发展和进步，对锂离子电池倍率、循环容量保持率、能量密度等方面都有着更高的要求。除去电极材料本身的影响之外，导电剂的组成、物理化学性质也对电池倍率、循环容量保持率等池方面有着至关重要的影响。因此，从电极材料端优化导电剂对于提高锂离子电池的性能至关重要。
现有技术中，导电剂为干粉状，发明人需要将其与正极活性物质等其他材料混合，再加入些许NMP，搅拌调制成浆料，涂覆在集流体上干燥形成负极。随着锂离子电池对能量密度的追求变得越来越高，涂层变得越来越厚，使得涂布开裂的可能性大大增加。即使通过十分小心的控制涂布走带速度和烘箱温度可以一定程度上缓解涂布开裂，但这样做效果有限，且会大幅延长加工时间，降低生产效率。
因此，本领域十分迫切寻找一种有效减少涂布开裂的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种膏体导电剂，使得使用膏体导电剂的浆料在制备形成电极时涂布开裂现象得以缓解，形成更均一的负极表面。
为解决上述技术问题，本发明的第一方面提供了一种膏体导电剂，所述膏体导电剂由包括导电剂粉末和润湿剂的组合物均匀混合而形成。
在一些优选的方案中，所述膏体导电剂由导电剂粉末和润湿剂均匀混合而形成。
在一些优选的方案中，所述导电剂粉末和所述润湿剂的质量比为1:(1~3)，例如1:1。
在一些优选的方案中，所述膏体导电剂的制备包括步骤：
将所述导电剂粉末和所述润湿剂分别分成N份；
取N份所述导电剂粉末中的任一份和N份所述润湿剂中的任一份混合，形成第一混合物；再取剩余N-1份所述导电剂粉末中的任一份、剩余N-1份所述润湿剂中的任一份和所述第一混合物混合，形成第二混合物；如此循环，直至最后一份所述导电剂粉末和最后一份所述润湿剂均混合完毕，即形成所述膏体导电剂。
在一些优选的方案中，所述膏体导电剂的制备包括步骤：
将所述导电剂粉末和所述润湿剂分别分成第一份、第二份和第三份；
取第一份所述导电剂粉末和第一份所述润湿剂混合，并搅拌，形成第一混合物；
再取第二份所述导电剂粉末、第二份所述润湿剂和所述第一混合物混合，并搅拌，形成第二混合物；
再取第三份所述导电剂粉末、第三份所述润湿剂和所述第二混合物混合，并搅拌，即形成所述膏体导电剂。
在一些优选的方案中，所述混合在搅拌罐中进行，所述搅拌罐的公转速度为10~30rpm，所述搅拌罐的自转速度为300~1000rpm。
在一些优选的方案中，形成所述第一混合物时，搅拌的时间不少于30分钟，优选为30~60分钟；
形成所述第二混合物时，搅拌的时间不少于30分钟，优选为30~60分钟；
形成所述膏体导电剂时，搅拌的时间不少于15分钟，优选为15~30分钟。
所述导电剂粉末为不引起化学变化的电子传导材料，在一些优选的方案中，所述导电剂粉末选自炭黑、导电石墨、纳米碳纤维、碳纳米管和石墨烯中至少一种。
在一些优选的方案中，所述炭黑选自炉黑（SP）、乙炔炭黑（AB）、科琴黑（KB）、槽黑、热裂黑和灯黑中至少一种。
在一些优选的方案中，所述炭黑选自炉黑（SP）、乙炔炭黑（AB）、科琴黑（KB）、槽黑、热裂黑和灯黑中任一种。
在一些优选的方案中，所述导电石墨选自天然石墨和人造石墨中至少一种；
在一些优选的方案中，所述润湿剂选自C1~6醇、C2~7酯、C2~7碳酸酯和石蜡油中的至少一种。
在一些优选的方案中，所述C1~6醇为C1~4醇，所述C1~4醇选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、1,2乙二醇、1,2丙二醇、1,3丙二醇、1,2丁二醇、1,3丁二醇、1,4丁二醇、1,2,3丙三醇、1,2,3丁三醇、1,2,4丁三醇和1,2,3,4丁四醇；例如：正丁醇、1,3丁二醇和1,2,3-丙三醇。
在一些优选的方案中，所述C1~6醇为C2~4多元醇，所述C2~4多元醇为1,2乙二醇、1,2丙二醇、1,3丙二醇、1,2丁二醇、1,3丁二醇、1,4丁二醇、1,2,3丙三醇、1,2,3丁三醇、1,2,4丁三醇或1,2,3,4丁四醇；例如：1,3丁二醇和1,2,3-丙三醇。
在一些优选的方案中，所述C2~7酯为甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯或丙酸丙酯，例如：乙酸乙酯。
在一些优选的方案中，所述C2~7碳酸酯为碳酸乙烯酯、H3COC(O)OCH3、CH3CH2OC(O)OCH3、CH3CH2OC(O)OCH2CH3、CH3OC(O)OCH2CH2CH3、CH3CH2OC(O)OCH2CH2CH3或CH3CH2CH2OC(O)OCH2CH2CH3。
本发明的第二方面还提供了一种负极浆料，所述负极浆料包括：所述膏体导电剂、负极活性物质、粘结剂和增稠剂。
在一些优选的方案中，所述负极浆料中，所述膏体导电剂的质量百分含量为1~10wt.%，更优选为1~5 wt.%。
在一些优选的方案中，所述负极浆料中，所述负极活性物质的质量百分含量为90~97 wt.%%。
在一些优选的方案中，所述负极浆料中，所述粘结剂的质量百分含量为0.1~5wt.%,，优选为0.5~4 wt.%。
在一些优选的方案中，所述负极浆料中，所述增稠剂的质量百分含量为0.1~5wt.%，优选为0.5~4 wt.%。
本发明第三方面提供了一种负极浆料的制备方法，所述方法包括步骤：将所述膏体导电剂、负极活性物质、粘结剂和增稠剂混合，搅拌均匀，即得。
在一些优选的方案中，将所述膏体导电剂、负极活性物质、粘结剂和增稠剂混合、搅拌均匀以得到负极浆料包括：
将负极活性物质、增稠剂混合，搅拌均匀，以得到第一产物；
在所述第一产物中加入所述的膏体导电剂和去离子水，搅拌均匀，以得到第二产物；以及
在所述第二产物中加入粘结剂，搅拌均匀，以得到所述负极浆料。
在一些优选的方案中，所述方法包括步骤：
（1）将负极活性物质、增稠剂混合，搅拌均匀；
（2）在步骤（1）所得的产物中加入所述的膏体导电剂和去离子水，搅拌均匀；
（3）在步骤（2）所得的产物中加入粘结剂，搅拌均匀，即得。
本发明第四方面还提供了一种负极，所述负极由所述负极浆料涂覆于集流体上然后干燥形成。
本发明第五方面还提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括所述负极、正极、电解液和隔膜。
本发明第六方面还提供了一种制备膏体导电剂的方法，所述方法包括步骤：
将所述导电剂粉末和所述润湿剂分别分成N份；
取N份所述导电剂粉末中的任一份和N份所述润湿剂中的任一份混合，形成第一混合物；再取剩余N-1份所述导电剂粉末中的任一份、剩余N-1份所述润湿剂中的任一份和所述第一混合物混合，形成第二混合物；如此循环，直至最后一份所述导电剂粉末和最后一份所述润湿剂均混合完毕，即形成所述膏体导电剂。
在一些优选的方案中，所述方法包括步骤：
将所述导电剂粉末和所述润湿剂分别分成第一份、第二份和第三份；
取第一份所述导电剂粉末和第一份所述润湿剂混合，并搅拌，形成第一混合物；
再取第二份所述导电剂粉末、第二份所述润湿剂和所述第一混合物混合，并搅拌，形成第二混合物；
再取第三份所述导电剂粉末、第三份所述润湿剂和所述第二混合物混合，并搅拌，即形成所述膏体导电剂。
在一些优选的方案中，所述混合在搅拌罐中进行，所述搅拌罐的公转速度为10~30rpm，所述搅拌罐的自转速度为300~1000rpm。
在一些优选的方案中，形成所述第一混合物时，搅拌的时间不少于30分钟，优选为30~60分钟；
形成所述第二混合物时，搅拌的时间不少于30分钟，优选为30~60分钟；
形成所述膏体导电剂时，搅拌的时间不少于15分钟，优选为15~30分钟。
本发明相对于现有技术而言，至少具有下述优点：
（1）使用本发明第一方面提供的膏体导电剂的浆料在制备形成电极时涂布开裂现象得以缓解，形成更均一的负极表面；
（2）本发明第五方面提供的锂离子电池电化学性能更好，倍率性能、循环容量保持率均得以提升。
应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定。
图1是使用本发明实施例1制备的膏体导电剂制备的负极极片的外形图；
图2是根据本发明对比例1制备的负极极片的外形图。
具体实施方式
传统的电极制备过程中，存在极片涂布开裂的现象，即使在电池浆料中直接添加一些润湿剂，也难以较好的避免极片涂布开裂。本发明人在研究中偶然发现，将导电剂粉末和润湿剂混合，制备成膏体导电剂，不仅极大的缓解了极片涂布开裂的现象，且可以使电池的倍率性能和循环性能均得到较大的提升，以此完成本发明。
术语
除非另有指明，否则本发明中术语“C1~6醇”指的是C1~6烷基中至少一个氢原子被羟基（-OH）取代的化合物，所述“烷基”指线性或带支链的饱和单价烃基，其中该烷基可任选地被一个或多个取代基取代。所述“C1~6烷基” 指具有1至6个碳原子的线性饱和单价烃基或者具有3至6个碳原子的带支链饱和单价烃基，包括，但不限于，甲基、乙基、丙基(包括所有同分异构形式)、正丙基、异丙基、丁基(包括所有同分异构形式)、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基(包括所有同分异构形式)以及己基(包括所有同分异构形式)。
除非另有指明，否则本发明中术语“C2~4多元醇”指的是C2~4烷基中至少两个氢原子被羟基（-OH）取代的化合物，例如1,2,3丙三醇、1,3丁二醇等。
除非另有指明，否则本发明中术语“C2~7酯”指的是R1-C(O)O-R2，其中R1选自氢和C1~3烷基，R2选自C1~3烷基，例如：甲酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯、碳酸酯和碳酸乙烯酯。
除非另有指明，否则本发明中术语“C2~7碳酸酯”可以是碳酸乙烯酯或者是链状C2~7碳酸酯，链状C2~7碳酸酯指的是R11-OC(O)O-R21，其中R11和R21分别独立地为C1~3烷基，例如：H3COC(O)OCH3、CH3CH2OC(O)OCH3、
CH3CH2OC(O)OCH2CH3、CH3OC(O)OCH2CH2CH3、CH3CH2OC(O)OCH2CH2CH3或
CH3CH2CH2OC(O)OCH2CH2CH3。
本发明的一些优选的实施方式中提供了一种膏体导电剂，所述膏体导电剂由包括导电剂粉末和润湿剂的组合物均匀混合而形成。
在一些优选的方案中，所述膏体导电剂由导电剂粉末和润湿剂均匀混合而形成。
在一些优选的方案中，所述导电剂粉末和所述润湿剂的质量比为1:(1~3)，例如1:1。
在一些优选的方案中，所述膏体导电剂的制备包括步骤：
将所述导电剂粉末和所述润湿剂分别分成N份；
取N份所述导电剂粉末中的任一份和N份所述润湿剂中的任一份混合，形成第一混合物；再取剩余N-1份所述导电剂粉末中的任一份、剩余N-1份所述润湿剂中的任一份和所述第一混合物混合，形成第二混合物；如此循环，直至最后一份所述导电剂粉末和最后一份所述润湿剂均混合完毕，即形成所述膏体导电剂。
在一些优选的方案中，所述膏体导电剂的制备包括步骤：
将所述导电剂粉末和所述润湿剂分别分成第一份、第二份和第三份；
取第一份所述导电剂粉末和第一份所述润湿剂混合，并搅拌，形成第一混合物；
再取第二份所述导电剂粉末、第二份所述润湿剂和所述第一混合物混合，并搅拌，形成第二混合物；
再取第三份所述导电剂粉末、第三份所述润湿剂和所述第二混合物混合，并搅拌，即形成所述膏体导电剂。
在一些优选的方案中，所述混合在搅拌罐中进行，所述搅拌罐的公转速度为10~30rpm，所述搅拌罐的自转速度为300~1000rpm。
在一些优选的方案中，形成所述第一混合物时，搅拌的时间不少于30分钟，优选为30~60分钟；
形成所述第二混合物时，搅拌的时间不少于30分钟，优选为30~60分钟；
形成所述膏体导电剂时，搅拌的时间不少于15分钟，优选为15~30分钟。
所述导电剂粉末为不引起化学变化的电子传导材料，在一些优选的方案中，所述导电剂粉末选自炭黑、导电石墨、纳米碳纤维、碳纳米管和石墨烯中至少一种。
在一些优选的方案中，所述炭黑选自炉黑（SP）、乙炔炭黑（AB）、科琴黑（KB）、槽黑、热裂黑和灯黑中至少一种。
在一些优选的方案中，所述炭黑选自炉黑（SP）、乙炔炭黑（AB）、科琴黑（KB）、槽黑、热裂黑和灯黑中任一种。
在一些优选的方案中，所述导电石墨选自天然石墨和人造石墨中至少一种；
在一些优选的方案中，所述润湿剂选自C1~6醇、C2~7酯、C2~7碳酸酯和石蜡油中的至少一种。
在一些优选的方案中，所述C1~6醇为C1~4醇，所述C1~4醇选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、1,2乙二醇、1,2丙二醇、1,3丙二醇、1,2丁二醇、1,3丁二醇、1,4丁二醇、1,2,3丙三醇、1,2,3丁三醇、1,2,4丁三醇和1,2,3,4丁四醇；例如：正丁醇、1,3丁二醇和1,2,3-丙三醇。
在一些优选的方案中，所述C1~6醇为C2~4多元醇，所述C2~4多元醇为1,2乙二醇、1,2丙二醇、1,3丙二醇、1,2丁二醇、1,3丁二醇、1,4丁二醇、1,2,3丙三醇、1,2,3丁三醇、1,2,4丁三醇或1,2,3,4丁四醇；例如：1,3丁二醇和1,2,3-丙三醇。
在一些优选的方案中，所述C2~7酯为甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯或丙酸丙酯，例如：乙酸乙酯。
在一些优选的方案中，所述C2~7碳酸酯为碳酸乙烯酯、H3COC(O)OCH3、CH3CH2OC(O)OCH3、CH3CH2OC(O)OCH2CH3、CH3OC(O)OCH2CH2CH3、CH3CH2OC(O)OCH2CH2CH3或CH3CH2CH2OC(O)OCH2CH2CH3。
本发明的一些优选的实施方式中还提供了一种负极浆料，所述负极浆料包括：所述膏体导电剂、负极活性物质、粘结剂和增稠剂。
在一些优选的方案中，所述负极浆料中，所述膏体导电剂的质量百分含量为1~10wt.%，更优选为1~5 wt.%。
在一些优选的方案中，所述负极浆料中，所述负极活性物质的质量百分含量为90~97 wt.%%。
在一些优选的方案中，所述负极浆料中，所述粘结剂的质量百分含量为0.1~5wt.%,，优选为0.5~4 wt.%。
在一些优选的方案中，所述负极浆料中，所述增稠剂的质量百分含量为0.1~5wt.%，优选为0.5~4 wt.%。
本发明的一些优选的实施方式中提供了一种负极浆料的制备方法，所述方法包括步骤：将所述膏体导电剂、负极活性物质、粘结剂和增稠剂混合，搅拌均匀，即得。
在一些优选的方案中，所述方法包括步骤：
（1）将负极活性物质、增稠剂混合，搅拌均匀；
（2）在步骤（1）所得的产物中加入所述的膏体导电剂和去离子水，搅拌均匀；
（3）在步骤（2）所得的产物中加入粘结剂，搅拌均匀，即得。
本发明的一些优选的实施方式中提供了一种负极，所述负极由所述负极浆料涂覆于集流体上然后干燥形成。
本发明的一些优选的实施方式中提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括所述负极、正极、电解液和隔膜。
本发明的一些优选的实施方式中提供了一种制备膏体导电剂的方法，所述方法包括步骤：
将所述导电剂粉末和所述润湿剂分别分成N份；
取N份所述导电剂粉末中的任一份和N份所述润湿剂中的任一份混合，形成第一混合物；再取剩余N-1份所述导电剂粉末中的任一份、剩余N-1份所述润湿剂中的任一份和所述第一混合物混合，形成第二混合物；如此循环，直至最后一份所述导电剂粉末和最后一份所述润湿剂均混合完毕，即形成所述膏体导电剂。
在一些优选的方案中，所述方法包括步骤：
将所述导电剂粉末和所述润湿剂分别分成第一份、第二份和第三份；
取第一份所述导电剂粉末和第一份所述润湿剂混合，并搅拌，形成第一混合物；
再取第二份所述导电剂粉末、第二份所述润湿剂和所述第一混合物混合，并搅拌，形成第二混合物；
再取第三份所述导电剂粉末、第三份所述润湿剂和所述第二混合物混合，并搅拌，即形成所述膏体导电剂。
在一些优选的方案中，所述混合在搅拌罐中进行，所述搅拌罐的公转速度为10~30rpm，所述搅拌罐的自转速度为300~1000rpm。
在一些优选的方案中，形成所述第一混合物时，搅拌的时间不少于30分钟，优选为30~60分钟；
形成所述第二混合物时，搅拌的时间不少于30分钟，优选为30~60分钟；
形成所述膏体导电剂时，搅拌的时间不少于15分钟，优选为15~30分钟。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则百分比和份数是重量百分比和重量份数。以下实施例中所用的实验材料和试剂如无特别说明均可从市售渠道获得。
除非另有指明，本文所用的技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义，需要注意的是，本文所用的术语仅为了描述具体实施方式，而非意图限制本申请的示例性实施方式。
实施例1、膏体导电剂的制备
将1000g SP和1000g1,3丁二醇混合均匀，即得膏体导电剂。混合的步骤如下：使用科晶5L的搅拌罐，先加入总量1/3的炭黑，加入总量1/3的1,3丁二醇，公转速度为10~15rpm，自转速度为300~500rpm，转动时间为30~60min，再加入总量为1/3的炭黑，加入总量1/3的1,3丁二醇，公转速度为15~25rpm，自转速度为500~800rpm，转动时间为30~60min，最后加入剩下的炭黑，公转速度为25~30rpm，自转速度为800~1000rpm，转动时间为15~30min。
实施例2、膏体导电剂的制备
将1000g SP和3000g 1,3丁二醇混合均匀，即得膏体导电剂。混合的步骤如下：使用科晶5L的搅拌罐，先加入总量1/3的炭黑，加入总量1/3的1,3丁二醇，公转速度为10~15rpm，自转速度为300-500rpm，转动时间为30~60min，再加入总量为1/3的炭黑，加入总量1/3的1,3丁二醇，公转速度为15~25rpm，自转速度为500-800rpm，转动时间为30~60min，最后加入剩下的炭黑，公转速度为25~30rpm，自转速度为800~1000rpm，转动时间为15~30min。
实施例3、膏体导电剂的制备
将1000g SP和1000g乙醇混合均匀，即得膏体导电剂。混合的步骤如下：使用科晶5L的搅拌罐，先加入总量1/3的炭黑，加入总量1/3的乙醇，公转速度为10~15rpm，自转速度为300-500rpm，转动时间为30~60min，再加入总量为1/3的炭黑，加入总量1/3的1,3丁二醇，公转速度为15~25rpm，自转速度为500-800rpm，转动时间为30~60min，最后加入剩下的炭黑，公转速度为25~30rpm，自转速度为800~1000rpm，转动时间为15~30min。
实施例4、膏体导电剂的制备
将1000g SP和1000g1,2,3-丙三醇混合均匀，即得膏体导电剂。混合的步骤如下：使用科晶5L的搅拌罐，先加入总量1/3的炭黑，加入总量1/3的1,2,3-丙三醇，公转速度为10~15rpm，自转速度为300-500rpm，转动时间为30~60min，再加入总量为1/3的炭黑，加入总量1/3的1,3丁二醇，公转速度为15~25rpm，自转速度为500-800rpm，转动时间为30~60min，最后加入剩下的炭黑，公转速度为25~30rpm，自转速度为800~1000rpm，转动时间为15~30min。
实施例5、膏体导电剂的制备
将1000g SP和1000g 正丁醇混合均匀，即得膏体导电剂。混合的步骤如下：使用科晶5L的搅拌罐，先加入总量1/3的炭黑，加入总量1/3的正丁醇，公转速度为10~15rpm，自转速度为300-500rpm，转动时间为30~60min，再加入总量为1/3的炭黑，加入总量1/3的1,3丁二醇，公转速度为15~25rpm，自转速度为500-800rpm，转动时间为30~60min，最后加入剩下的炭黑，公转速度为25~30rpm，自转速度为800~1000rpm，转动时间为15~30min。
实施例6、膏体导电剂的制备
将1000g SP和1000g石蜡油混合均匀，即得膏体导电剂。混合的步骤如下：使用科晶5L的搅拌罐，先加入总量1/3的炭黑，加入总量1/3的石蜡油，公转速度为10~15rpm，自转速度为300-500rpm，转动时间为30~60min，再加入总量为1/3的炭黑，加入总量1/3的1,3丁二醇，公转速度为15~25rpm，自转速度为500-800rpm，转动时间为30~60min，最后加入剩下的炭黑，公转速度为25~30rpm，自转速度为800~1000rpm，转动时间为15~30min。
实施例7、膏体导电剂的制备
将1000g SP和1000g乙酸乙酯混合均匀，即得膏体导电剂。混合的步骤如下：使用科晶5L的搅拌罐，先加入总量1/3的炭黑，加入总量1/3的1,3乙酸乙酯，公转速度为10~15rpm，自转速度为300~500rpm，转动时间为30~60min，再加入总量为1/3的炭黑，加入总量1/3的1,3丁二醇，公转速度为15~25rpm，自转速度为500-800rpm，转动时间为30~60min，最后加入剩下的炭黑，公转速度为25~30rpm，自转速度为800~1000rpm，转动时间为15~30min。
【负极的制备】
本发明实施例中负极的制备方法如下：将95~97g石墨、1~3g的CMC（购自日本制纸，MAC 500LC）进行干混，干混的公转转速为20~40rpm，自转速度为500~1000rpm，搅拌时间30~60min。然后在加入本发明实施例制备的膏体导电剂1~5g和去离子水继续搅拌，公转转速为10~40rpm，自转速度为500~1000rpm，搅拌时间60~90min。加入粘结剂SBR1-3g，公转转速为10~40rpm，自转速度为500~1000rpm，搅拌时间60~90min。再加入适量去离子水搅拌下调整浆料粘稠度，得到成负极浆料。将负极浆料涂布在铜箔上，干燥、加压处理并冲裁成规定的大小，制作成带状的负极片。
采用实施例1中制备的膏体导电剂，按照上述制备负极的方法制备获得负极片，见图1。
图1中，极片外表平整，涂布无裂纹。
本发明对比例中的负极制备方法与实施例中大致相同，不同在于使用的导电剂不为膏体导电剂，具体地，对比例中的负极制备方法如下：
对比例1、负极的制备
将95~97g石墨、1~3g的CMC（购自日本制纸，MAC 500LC）进行干混，干混的公转转速为20~40rpm，自转速度为500~1000rpm，搅拌时间30~60min。然后在加入SP的（导电剂）1~5g和1,3丁二醇（1,3丁二醇加入的量根据SP加入的质量确定，具体地为1~1.4mL1,3丁二醇/1g炭黑）和去离子水继续搅拌，公转转速为10~40rpm，自转速度为500~1000rpm，搅拌时间60~90min。加入粘结剂SBR1-3g，公转转速为10~40rpm，自转速度为500~1000rpm，搅拌时间60~90min。再加入适量去离子水搅拌下调整浆料粘稠度，得到成负极浆料。将负极浆料涂布在铜箔上，干燥、加压处理并冲裁成规定的大小，制作成带状的负极片，所得负极片见图2。图2中，极片中间出现较长的裂纹。
对比例2、负极的制备
将95~97g石墨、1~3g的CMC（购自日本制纸，MAC 500LC）进行干混，干混的公转转速为20~40rpm，自转速度为500~1000rpm，搅拌时间30~60min。然后在加入SP的（导电剂）1~5g、1，2，3丙三醇（1，2，3丙三醇加入的量根据SP加入的质量确定，具体地为1~1.4mL 1，2，3丙三醇/1g炭黑）和去离子水继续搅拌，公转转速为10~40rpm，自转速度为500~1000rpm，搅拌时间60~90min。加入粘结剂SBR1-3g，公转转速为10~40rpm，自转速度为500~1000rpm，搅拌时间60~90min。再加入适量去离子水搅拌下调整浆料粘稠度，得到成负极浆料。将负极浆料涂布在铜箔上，干燥、加压处理并冲裁成规定的大小，制作成带状的负极片。
为验证本发明实施例使用膏体导电剂带来的优异技术效果，分别使用各实施例中的膏体导电剂制备成的负极片和对比例制备成的负极片和正极、隔膜制备形成锂离子电池，并进行电池倍率性能等测试。
【锂离子电池的制备】
制备正极：将LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2 94w.t％、乙炔黑(导电剂)3 w.t％混合，加入到预先使聚偏氟乙烯(粘结剂)3 w.t％溶解到N-甲基吡咯烷酮中而得到的溶液中并混合，得到正极浆料。将正极浆料涂布到铝箔(集流体)上的单面上，干燥、加压处理并冲裁成规定的大小，制作成带状的正极片。正极的除集流体以外的部分的密度为3.6g/cm3。
将上述得到的正极片、微多孔性聚乙烯薄膜制隔膜、和上述实施例和对比例得到的负极片依次层叠，注入电解液（天赐材料 TC-E123），制作成锂离子电池。
【倍率性能测试】
采用盛弘电器股份电气有限公司电池性能测试系统（测试柜），设备型号：BTS05/10C8D-HP，将制备获得的锂离子电池放在测试柜进行测试，测试电池在3C下的放电容量，和0.33C下的放电容量，以3C下的放电容量除以0.33C下的放电容量，即得3C容量保持率。
【循环容量测试】
采用盛弘电器股份电气有限公司电池性能测试系统（测试柜），设备型号：BTS05/10C8D-HP，将制备获得的锂离子电池放在测试柜进行测试，测试电池在1C/1C循环时放电容量，以第500次放电容量除以第一圈放电容量，即得第500次容量保持率。
表1
由上表1可得：
（1）使用本发明实施例制备的膏体导电剂，相比于直接将多元醇投入电极浆料中，有助于电池的倍率性能和循环性能的提升。
（2）当膏体导电剂中含有醇时，相比含有酯，对倍率性能帮助更大。
（3）作为膏体导电剂中添加的醇，其优选为C1~6醇，相比其他碳链更长羟基更多的醇（石蜡油），C1~6醇作为添加剂制备的膏体导电剂粘稠度适中，且使电池的倍率性能更佳。
（4）作为膏体导电剂中添加的C1~6醇，其优选为C2~4多元醇，尤其是C2~4二元醇（例如：1,3丁二醇），当膏体导电剂中含有C2~4二元醇时，相比一元醇、三或四元醇，其可使电池的倍率和循环性能均更好。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (5)
1.一种制备负极浆料的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
将负极活性物质、增稠剂混合，搅拌均匀，以得到第一产物；
在所述第一产物中加入膏体导电剂和去离子水，搅拌均匀，以得到第二产物；以及
在所述第二产物中加入粘结剂，搅拌均匀，以得到所述负极浆料；
所述膏体导电剂由导电剂粉末和润湿剂均匀混合而形成，所述导电剂粉末和所述润湿剂的质量比为1:(1~3)，所述润湿剂选自1,2丁二醇、1,3丁二醇和1,4丁二醇中至少一种，所述导电剂粉末选自炭黑、导电石墨、纳米碳纤维、碳纳米管和石墨烯中至少一种；
其中，所述导电剂粉末和润湿剂均匀混合包括步骤：
将所述导电剂粉末和所述润湿剂分别分成N份；
取N份所述导电剂粉末中的任一份和N份所述润湿剂中的任一份混合，形成第一混合物；
再取剩余N-1份所述导电剂粉末中的任一份、剩余N-1份所述润湿剂中的任一份和所述第一混合物混合，形成第二混合物；
如此循环，直至最后一份所述导电剂粉末和最后一份所述润湿剂均混合完毕，即形成所述膏体导电剂。
2.一种根据权利要求1所述的方法制备的负极浆料。
3.根据权利要求2所述的负极浆料，其特征在于，所述负极浆料中，所述膏体导电剂的质量百分含量为1 wt.%~10 wt.%。
4.一种负极，其特征在于，所述负极由根据权利要求2-3中任一项所述的负极浆料涂覆于集流体上然后干燥形成。
5.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括根据权利要求4所述的负极、正极、电解液和隔膜。
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