导电剂浆料、导电剂浆料制备方法以及电池正极浆料技术

本发明专利技术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％。本发明专利技术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。

Preparation method of conductive agent slurry, conductive agent slurry and battery positive electrode slurry

【技术实现步骤摘要】
导电剂浆料、导电剂浆料制备方法以及电池正极浆料
本专利技术涉及锂电池
，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术提供的导电剂浆料、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，本专利技术提供导电剂浆料，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。本专利技术提供的导电剂浆料，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，本专利技术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，本专利技术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。采用本专利技术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，本专利技术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，本专利技术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。采用本专利技术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，本专利技术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为本专利技术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专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。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本文档来自技高网...

【技术保护点】
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，/n所述石墨烯的粒度为D50＝3～5微米；/n所述单壁碳纳米管的在所述混合物中的含量不大于0.4wt％。/n

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：安军伟，文陈，
申请(专利权)人：北京辉腾格勒石墨烯科技有限公司，内蒙古安陈碳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11