本发明专利技术涉及一种能够形成电极的导电材料组合物，其中包含至少两种均匀分散状态的碳基材料，以提供具有更加提高的电性和寿命性能的诸如锂可再充电池的电池，本发明专利技术还涉及一种用于形成锂可再充电池电极的浆料组合物和使用该组合物的锂可再充电池。所述导电材料组合物包含：选自碳纳米管、石墨烯和碳黑中的至少两种导电碳基材料；以及含有多种多环芳烃氧化物的分散剂，其中所述分散剂包含含量为60wt.％以上的分子量为300至1,000的多环芳烃氧化物。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种导电材料组合物、使用该导电材料组合物形成锂可再充电池电极的浆料组合物以及锂可再充电池，所述导电材料组合物中包含至少两种均匀分散状态的碳基材料，以制备具有更加提高的电性和寿命性能的诸如锂可再充电池等的电池。
技术介绍
近来，根据电动汽车市场、动力蓄电池市场或移动智能装置市场等的快速增长，需要开发一种容量和输出性能高于先前已知值的电池例如锂可再充电池等。为了开发上述的高容量电池，通常，电极应该增厚，并且电极应该平稳地从所述增厚电极输送到集电器。然而，在现有蓄电池中用作导电材料且具有零维结构的碳黑不能形成有效的导电路径，使得碳黑可能无法满足上述的技术要求。因此，近来，已经进行将至少两种导电碳基材料同时用作导电材料来进一步提高导电材料和电极的性能的尝试。例如，在同时采用至少两种诸如石墨烯、碳纳米管或碳黑等的导电碳基材料的情况下，每一种具有不同结构特点的导电碳基材料可以形成点接触、线接触和/或面接触，因此使形成三维网状结构成为可能。作为一个典型的实例，在同时采用石墨烯和碳纳米管或碳黑的情况下，碳纳米管或碳黑吸附在石墨烯表面中，并且在碳纳米管或碳黑之间产生接触，由此可以形成三维网状结构。作为另一个实例，在同时采用碳纳米管和碳黑的情况下，碳黑吸附在碳纳米管表面中，并且在碳黑或碳纳米管之间产生接触，由此可以形成三维网状结构。在上述形成三维网状结构的情况下，由于空间位阻，石墨烯或碳纳米管之间的π-π相互作用可能减小。结果是，可以抑制由导电材料中的每一种导电碳基材料的再聚集而引起的电性能的降低。由于这种优点，对制备包含至少两种均匀分散状态的导电碳基材料的导电材料的方法已经进行了研究，并且提出如下描述的几种方法。首先，作为获得同时包含均匀分散状态的石墨烯和碳纳米管的粉末状组合物的方法，已经知道如下一种方法：采用Hummers法获得石墨烯粉末、将石墨烯粉末在水溶性溶剂中进行酸处理、将酸处理过的石墨烯粉末与碳纳米管混合、热还原混合过的粉末、采用超声波分散经还原的粉末并采用离心法等回收粉末状组合物(J.Mater.Chem.,2011,21,2374-2380)。这种方法的优点在于可以在水溶性溶剂中获得石墨烯和碳纳米管的粉末状组合物，但是整个工艺复杂，需要非常严格的工艺条件例如采用强酸的酸处理过程等，在回收粉末状组合物之后产生再次堆积(restacking)问题等，由此在获得其中均匀分散有两种组分的状态的粉末状组合物方面存在限制。因此，即使在获得上述粉末状组合物并将所获得的粉末状组合物用作电池的导电材料的情况下，可能仍不能充分实现能够通过同时采用至少两种导电碳基材料而得到的效果。作为本
已知的另一方法，例如，已知在铜制金属箔上旋涂催化剂组分之后，通过诸如化学气相沉积(CVD)工艺等的沉积工艺生长石墨烯和碳纳米管等方法(Carbon,2011,49,2844-2949)。这种方法的优点在于有可能获得石墨烯和碳纳米管的固体组合物，同时调整该固体组合物以便具有所需的形状和物理性能。然而，由于这种方法仅是试验性方法，难以将这种方法应用于工业上的大规模生产。因此，即使在采用这种方法的情况下，也难以轻易地获得其中均匀分散有至少两种导电碳基材料的状态的粉末状组合物或导电材料。由于相关技术中的问题，不断需要一种包含有至少两种均匀分散状态的碳基材料的粉末状导电材料组合物及其制备方法。
技术实现思路
技术问题本专利技术提供一种导电材料组合物及其制备方法，该导电材料组合物使用其中均匀分散有至少两种碳基材料的粉末状组合物制备，由此形成其中包含有这些均匀分散状态的碳基材料的电极，并且能够提供具有更加提高的电性和寿命性能等的诸如锂可再充电池的电池。另外，本专利技术提供一种使用所述导电材料形成锂可再充电池电极的浆料组合物。而且，本专利技术提供一种锂可再充电池，该锂可再充电池包括由所述形成电极的浆料组合物形成的电极，以便具有更加提高的性能。技术方案本专利技术的一个典型实施方案提供一种导电材料组合物，包含：选自碳纳米管、石墨烯和碳黑中的至少两种导电碳基材料；以及包含多种多环芳烃多环芳烃氧化物的分散剂，其中所述分散剂包含含量约为60wt.％以上的分子量约为300至1,000的多环芳烃多环芳烃氧化物。在这种导电材料组合物中，分散剂可以吸附在导电碳基材料的表面中，并且该导电材料组合物可以是其中均匀分散有至少两种导电碳基材料的粉末状组合物。进一步地在所述导电材料组合物中，导电碳基材料可以包含10wt.％至90wt.％的炭黑和10wt.％至90wt.％的选自石墨烯和碳纳米管中的至少一种。另外，在所述导电材料组合物中，在对分散剂中包含的多种多环芳烃多环芳烃氧化物进行元素分析时，氧含量可以约为分散剂的全部元素含量的约12wt.％至50wt.％。而且，在这种分散剂中，多环芳烃多环芳烃氧化物可以具有至少一个含氧官能团键合到含有5至30个苯环或7至20个苯环的芳烃上的结构。而且，含氧官能团可以是选自羟基、环氧基、羧基、硝基和磺酸中的至少一种。另外，基于100重量份的导电碳基材料，上述导电材料组合物可以包含1至50重量份的分散剂。上述导电材料组合物可以用于形成电池的电极。在更具体的实施例中，导电材料组合物可以包含在用于形成锂可再充电池电极的浆料组合物中。本专利技术的另一个实施方案提供一种上述导电材料组合物的制备方法，包括：形成导电碳基材料和分散剂分散在极性溶剂中的分散液；以及通过对该
分散液进行超声处理或者对该分散液施加物理力使导电碳基材料分散。上述导电材料组合物的制备方法，还可以包括，在所述导电碳基材料分散之后，从所述分散液中回收导电材料组合物并将其干燥成粉末状态。本专利技术的另一个实施方案提供一种用于形成锂可再充电池电极的浆料组合物，包含电极活性材料、上述导电材料组合物、粘合剂和溶剂。在这种浆料组合物中，电极活性材料可以包括阴极活性材料或阳极活性材料，粘合剂可以包括选自偏二氟乙烯/六氟丙烯共聚物、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸酯、聚四氟乙烯、聚(苯乙烯-丁二烯)共聚物、藻酸盐和聚多巴胺(polydoamine)中的至少一种。另外，溶剂可以包括选自水、N-甲基吡咯烷酮、丙酮、四氢呋喃和癸烷中的至少一种。进一步地，所述浆料组合物可以包含：基于100重量份的通过将电极活性材料、导电材料组合物和粘合剂的固体含量相加获得的总固体含量，70至98重量份的电极活性材料；0.1到15重量份的导电材料组合物；以及1.0至20重量份的粘合剂。本专利技术的另一个典型实施方案提供一种锂可再充电池，包括：阳极，该阳极包括集电器和含有阳极活性材料、导电材料和粘合剂并形成在该集电器上的阳极活性材料层；阴极，该阴极包括集电器和含有阴极活性材料、导电材料和粘合剂并形成在该集电器上的阴极活性材料层；以及电解液，其中所述阳极活性材料层和所述阴极活性材料层中含有的至少一种导电材料包含所述导电材料组合物。有益效果根据本专利技术，通过采用特定的分散剂可以更容易地制备和提供一种包含有至少两种均匀分散状态的导电碳基材料的粉末状导电材料。具体地，这种粉末状导电材料组合物可以通过与本领域中的已知方法相比显著简化了的方法制备和提供，并且由于分散剂的作用，所述粉末状导电材料组合物可以对多种极性溶剂具有本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种导电材料组合物，包含：选自碳纳米管、石墨烯和碳黑中的至少两种导电碳基材料；以及含有多种多环芳烃多环芳烃氧化物的分散剂，其中，所述分散剂包含含量为60wt.％以上的分子量为300至1,000的多环芳烃多环芳烃氧化物。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.27 KR 10-2013-0165068;2014.12.19 KR 10-2011.一种导电材料组合物，包含：选自碳纳米管、石墨烯和碳黑中的至少两种导电碳基材料；以及含有多种多环芳烃多环芳烃氧化物的分散剂，其中，所述分散剂包含含量为60wt.％以上的分子量为300至1,000的多环芳烃多环芳烃氧化物。2.根据权利要求1所述的导电材料组合物，其中，所述分散剂被吸附在所述导电碳基材料的表面中。3.根据权利要求1所述的导电材料组合物，其中，该导电材料组合物是粉末状态。4.根据权利要求1所述的导电材料组合物，其中，所述导电碳基材料包含10wt.％至90wt.％的炭黑以及10wt.％至90wt.％的选自石墨烯和碳纳米管中的至少一种。5.根据权利要求1所述的导电材料组合物，其中，在对所述多种多环芳烃多环芳烃氧化物进行元素分析时，氧含量是所述分散剂的全部元素含量的12wt.％至50wt.％。6.根据权利要求1所述的导电材料组合物，其中，所述多环芳烃多环芳烃氧化物具有至少一个含氧官能团键合到含有5至30个苯环的芳烃上的结构。7.根据权利要求6所述的导电材料组合物，其中，所述芳烃的结构中具有7至20个苯环。8.根据权利要求6所述的导电材料组合物，其中，所述分散剂的含氧官能团包括选自羟基、环氧基、羧基、硝基和磺酸中的至少一种。9.根据权利要求1所述的导电材料组合物，其中，基于100重量份的所述导电碳基材料，该导电材料组合物包含1至50重量份的所述分散剂。10.根据权利要求1所述的导电材料组合物，其中，该导电材料组合物用于形成电池的电极。11.根据权利要求10所述的导电材料组合物，其中，该导电材料组合物包含在用于形成锂可再...
【专利技术属性】
技术研发人员：李佶宣，孙权男，权元钟，梁胜普，金仁怜，柳光铉，李美真，李进永，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国;KR
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