本發(fā)明屬于電池漿料制備技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種鋰離子電池用導(dǎo)電漿料及其制備方法。
背景技術(shù):
導(dǎo)電劑作為鋰離子電池的重要組成部分,很大程度地影響著鋰離子電池的性能。導(dǎo)電劑在電池正極的作用主要是提高正極的導(dǎo)電性。目前國內(nèi)很多鋰電商都是比較注重傳統(tǒng)的制作工藝,很大一部分鋰電廠對于一些比較中高端的導(dǎo)電劑的使用效果不是特別理想,比如科琴黑,碳纖維,碳納米管目前在國內(nèi)的使用都不是特別普遍,一個是價格問題,一個是用量問題,還有制作工藝問題,主要的難點(diǎn)還是在于分散?;旧蠈?dǎo)電性能特別好的導(dǎo)電劑都是顆粒特別細(xì)小、比表面積特別大、吸油值比較大,但是對于分散的要求都比較高。如果分散這一面做得不好,導(dǎo)電性能再強(qiáng)的導(dǎo)電劑也在鋰電池的應(yīng)用中也不會體現(xiàn)出特別優(yōu)良的效果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種鋰離子電池用導(dǎo)電漿料。
一種鋰離子電池用導(dǎo)電漿料,組分和重量份數(shù)如下:1-10份的功能化石墨烯,1-10份的炭黑,0.1-5份的分散劑,0.5-5份的粘結(jié)劑,90-99份的N-甲基吡咯烷酮。
優(yōu)選的是,所述功能化石墨烯為十八胺改性的石墨烯。
優(yōu)選的是,所述分散劑為聚苯乙烯磺酸鈉、聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纖維素鈉、聚乙烯醇、海藻酸鈉、聚氯乙烯、十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉中的一種或一種以上。
優(yōu)選的是,所述粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯。
本發(fā)明的目的還在于提供上述導(dǎo)電漿料的制備方法,按照如下步驟進(jìn)行:
(1)取0.1-5份分散劑溶解于溶劑N-甲基吡咯烷酮中,再加入1-10份功能化石墨烯;
(2)預(yù)混,超聲1-10h,抽濾,得固體;
(3)將0.5-5份粘結(jié)劑加入90-99份的N-甲基吡咯烷酮中,攪拌均勻,制成混合液;
(4)將1-10份的炭黑、步驟(2)制備的固體加入步驟(3)制備的混合液中,制成混合液;
(5)利用高剪切分散機(jī)對步驟(4)制備的混合液攪拌,攪拌時間為1-10h,得到導(dǎo)電漿料。
優(yōu)選的是,功能化石墨烯的制備方法如下:
(1)將氧化石墨烯加入到NMP中,超聲1-10h;
(2)加入適量的十八胺,油浴120℃反應(yīng)48h,冷卻、稀釋、抽濾,放入真空干燥箱中50℃烘干,得功能化石墨烯。
本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的方法使用了改性后的石墨烯,利用超聲設(shè)備,將功能化石墨烯的NMP溶液進(jìn)行超聲處理,對石墨烯片層結(jié)構(gòu)剝離解理,能使石墨烯均勻地分散在NMP溶劑中,得到片層很薄且高度分散的石墨烯片層。在制備導(dǎo)電漿料過程中,本發(fā)明利用高剪切分散機(jī),進(jìn)一步地對漿料進(jìn)行攪拌、分散,從而實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)電劑的高度預(yù)分散,可在鋰電池電極活性材料混漿時加入,提高鋰電池的導(dǎo)電性能。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中使用改性石墨烯制備的實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電劑高度預(yù)分散的導(dǎo)電漿料的SEM(掃描電子顯微鏡)圖。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例2中未使用改性石墨烯制備的導(dǎo)電劑嚴(yán)重團(tuán)聚的導(dǎo)電漿料的SEM(掃描電子顯微鏡)圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1
石墨烯功能化
(1)將0.2g氧化石墨烯加入到200mL NMP中,超聲2h;
(2)加入0.6g十八胺,油浴120℃反應(yīng)48h,冷卻、稀釋、抽濾,放入真空干燥箱中50℃烘干,得功能化石墨烯。
導(dǎo)電漿料制備
(1)稱取2g十二烷基磺酸鈉溶解于溶劑N-甲基吡咯烷酮中,再加入6g功能化石墨烯,制成混合液,超聲5小時,抽濾,得固體;
(2)稱取1.5gPVDF,加入90g溶劑N-甲基吡咯烷酮,攪拌均勻,制成混合液;
(3)稱取3g碳黑,將碳黑、抽濾所得固體加入上述混合液,利用高速剪切分散機(jī),攪拌10小時,得導(dǎo)電漿料1。
實(shí)施例2
(1)稱取1.5gPVDF,加入90g溶劑N-甲基吡咯烷酮,攪拌均勻,制成混合液;
(2)稱取6g石墨烯、3g碳黑,加入上述混合液,利用高速剪切分散機(jī),攪拌10小時,得導(dǎo)電漿料2。
表1為導(dǎo)電漿料性能測試數(shù)據(jù)。
表1導(dǎo)電漿料性能測試
由表1可以看出,對比空白漿料的粉末電阻率,使用改性石墨烯制備導(dǎo)電漿料,其粉末電阻率降低約60%,而使用未改性的石墨烯制備的導(dǎo)電漿料,其粉末電阻率只降低了約30%,說明使用改性后的石墨烯實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)電劑的高度預(yù)分散,在鋰電池電極活性材料混漿時加入,能提高鋰電池的導(dǎo)電性能。
圖1和圖2對比可知石墨烯改性后可大大提高石墨烯的分散性能。