一种寡壁碳纳米管导电浆料及其制备方法技术

本申请公开了一种寡壁碳纳米管导电浆料及其制备方法，涉及锂离子电池技术领域。导电浆料的原料包括：1.5

【技术实现步骤摘要】
一种寡壁碳纳米管导电浆料及其制备方法


[0001]本申请涉及锂离子电池技术的领域，尤其是涉及一种寡壁碳纳米管导电浆料及其制备方法。

技术介绍

[0002]碳纳米管由于具有优异的导电性能，被作为导电添加剂广泛应用于锂离子电池领域，其导电性远高于传统导电剂导电炭黑等。碳纳米管应用于正极材料时，随着添加量的增加，碳纳米管之间相互接触，在正极材料表面构成导电网络，增加了活性材料的导电性，提高电池循环性能、倍率性能等。现有技术中常用的碳纳米管多为多壁碳纳米管，多壁碳纳米管的管径一般5
‑
15纳米，管壁层数大于5层。
[0003]与多壁碳纳米管相比，寡壁碳纳米管是一种由碳原子构成的纳米管状结构，其直径在2
‑
5纳米之间，但寡壁碳纳米管的强度相对于多壁碳纳米管来说更强，导电能力更强，稳定性更好，能够承受高温高压的环境，因此将寡壁碳纳米管用于锂离子电池中，更有利于提高导电性能。
[0004]但是，寡壁碳纳米管的长径比较大，极易发生团聚，进而影响其导电性能，还会导致其难以有效包裹在电极材料表面形成导电网络，进而导致电极浆料的导电性能下降。

技术实现思路

[0005]为了提高寡壁碳纳米管导电浆料的导电性能，本申请提供了一种寡壁碳纳米管导电浆料及其制备方法。
[0006]本申请提供的一种寡壁碳纳米管导电浆料，采用如下的技术方案：一种寡壁碳纳米管导电浆料及其制备方法，原料按重量份包括以下物质：1.5
‑
5.5份寡壁碳纳米管，0.5
‑/>2.0份导电助剂，0.4
‑
1.8份分散助剂，0.5
‑
2.5份聚乙烯吡咯烷酮，84
‑
106份N
‑
甲基吡咯烷酮；所述分散助剂为纳米银/聚苯胺/硅酸盐复合材料；所述硅酸盐为蒙脱土。
[0007]优选的，所述原料按重量份包括以下物质：2.5
‑
3.5份寡壁碳纳米管，0.8
‑
1.4份导电助剂，0.8
‑
1.4份分散助剂，1
‑
2份聚乙烯吡咯烷酮，94
‑
96份N
‑
甲基吡咯烷酮。
[0008]优选的，所述原料按重量份包括以下物质：3份寡壁碳纳米管，1.0份导电助剂，1.2份分散助剂，1.5份聚乙烯吡咯烷酮，95份N
‑
甲基吡咯烷酮。
[0009]通过采用上述技术方案，采用纳米银/聚苯胺/硅酸盐复合材料作为分散助剂，利用层状硅酸盐和纳米银、聚苯胺复合物的吸附性使纳米管固定在复合材料表面，通过静电效应产生相互排斥，从而阻止纳米颗粒碰撞和聚集现象；同时，多支链聚苯胺的支链依靠所含有的大量苯环、醌环结构与碳纳米管表面形成大π体系，通过π
‑
π作用使碳纳米管吸附在纳米银/聚苯胺/硅酸盐复合材料层间，从而破坏了碳纳米管自身团聚力，且在分散过程中不会破坏碳纳米管的原有结构和性能，在增强了寡壁碳纳米管的分散性后，显著增强了寡壁碳纳米管导电浆料的导电性能。
[0010]优选的，所述寡壁碳纳米管的管径为3
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9nm；层数为3
‑
5层。
[0011]优选的，所述纳米银/聚苯胺/硅酸盐复合材料由以下重量份原料制得：0.1
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0.5份蒙脱土、0.3
‑
1.7份十二烷基苯磺酸钠、0.3
‑
1.5份苯胺单体、0.06
‑
0.14份硝酸银、1.8
‑
5.4份盐酸、125
‑
195份去离子水。
[0012]通过采用上述技术方案，采用纳米银/聚苯胺/硅酸盐复合材料有利于提高寡壁碳纳米管的分散性，从而增强寡壁碳纳米管导电浆料的导电性能；将聚苯胺插在蒙脱土的片层中，可以对蒙脱土片层起到支撑作用，防止蒙脱土的片层间发生聚集，增强其吸附性；采用硝酸银作为氧化剂，促进苯胺单体发生聚合，同时苯胺单体将硝酸银还原成纳米银颗粒，与聚苯胺发生复合，不仅增强了对蒙脱土片间的支撑能力，同时增强纳米银/聚苯胺/硅酸盐复合材料的吸附性和导电性，使得导电浆料的导电性能进一步增强。
[0013]优选的，所述导电助剂为炭黑、导电碳纤维、导电石墨中的一种或多种混合。
[0014]通过采用上述技术方案，采用炭黑、导电碳纤维、导电石墨作为导电助剂，可以进一步增强导电能力，提高稳定性。
[0015]本申请还提供了一种寡壁碳纳米管导电浆料的制备方法，采用如下的技术方案：一种寡壁碳纳米管导电浆料的制备方法，包括以下步骤：S1.将重量份为0.5
‑
2.5份聚乙烯吡咯烷酮放入84
‑
106份N
‑
甲基吡咯烷酮中，搅拌分散均匀；S2.将0.4
‑
1.8份分散助剂纳米银/聚苯胺/硅酸盐复合材料、1.5
‑
5.5份寡壁碳纳米管、0.5
‑
2.0份导电助剂依次加入到S1得到的聚乙烯吡咯烷酮溶液中，搅拌分散2
‑
4h后，使用砂磨机研磨4
‑
8h，得到寡壁碳纳米管导电浆料。
[0016]通过采用上述技术方案，采用聚乙烯叱咯烷酮作为寡壁碳纳米管导电浆料复合过程中的稳定剂和分散剂，有效控制了材料的粒径和分散度，避免寡壁碳纳米管和导电助剂在反应过程中堆积或沉淀，同时利用分散助剂纳米银/聚苯胺/硅酸盐复合材料进一步增强分散能力，使得导电物质在浆料中更易分散，分散方式更加简单、易操作。
[0017]优选的，所述纳米银/聚苯胺/硅酸盐复合材料的制备方法，包括以下步骤：T1.将重量份为0.1
‑
0.5份蒙脱土在75
‑
125份去离子水中分散均匀，静置；向蒙脱土分散液中加入1.8
‑
5.4份的盐酸，搅拌均匀，得到混合液A；T2.将0.3
‑
1.7份十二烷基苯磺酸钠和30
‑
40份去离子水混合后，搅拌至十二烷基苯磺酸钠溶解，然后加入到混合液A中，搅拌均匀；并加入0.3
‑
1.5份苯胺单体，搅拌均匀，通入氮气保护，得到混合液B；T3.将0.06
‑
0.14份硝酸银溶于20
‑
30份水中,得到硝酸银溶液，将硝酸银溶液滴加到混合溶液B中，室温下持续搅拌0.5h，得到混合液C；将混合液C经恒温反应后，得到产物；T4.将产物经离心分离后，洗涤、干燥，得到纳米银/聚苯胺/硅酸盐复合材料。
[0018]通过采用上述技术方案，将苯胺单体在蒙脱土的盐酸水悬浮体系内分散，通过离子交换，苯胺阳离子置换蒙脱土层间的钠离子而进入其内层空间，在氮气的保护下可以防止苯胺单体氧化聚合，随后加入硝酸银溶液，苯胺单体与硝酸银发生氧化还原反应，从而有效形成纳米银/聚苯胺/硅酸盐复合材料。
[0019]优选的，T3中所述恒温反应的条件：反应温度1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种寡壁碳纳米管导电浆料，其特征在于：原料按重量份包括以下物质：1.5
‑
5.5份寡壁碳纳米管，0.5
‑
2.0份导电助剂，0.4
‑
1.8份分散助剂，0.5
‑
2.5份聚乙烯吡咯烷酮，84
‑
106份N
‑
甲基吡咯烷酮；所述分散助剂为纳米银/聚苯胺/硅酸盐复合材料；所述硅酸盐为蒙脱土。2.根据权利要求1所述的一种寡壁碳纳米管导电浆料，其特征在于：进一步的，所述原料按重量份包括以下物质：2.5
‑
3.5份寡壁碳纳米管，0.8
‑
1.4份导电助剂，0.8
‑
1.4份分散助剂，1
‑
2份聚乙烯吡咯烷酮，94
‑
96份N
‑
甲基吡咯烷酮。3.根据权利要求1所述的一种寡壁碳纳米管导电浆料，其特征在于：进一步的，所述原料按重量份包括以下物质：3份寡壁碳纳米管，1.0份导电助剂，1.2份分散助剂，1.5份聚乙烯吡咯烷酮，95份N
‑
甲基吡咯烷酮。4.根据权利要求1或2或3所述的一种寡壁碳纳米管导电浆料，其特征在于：所述寡壁碳纳米管的管径为3
‑
9nm；层数为3
‑
5层。5.根据权利要求1所述的一种寡壁碳纳米管导电浆料，其特征在于：所述纳米银/聚苯胺/硅酸盐复合材料由以下重量份原料制得：0.1
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0.5份蒙脱土、0.3
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1.7份十二烷基苯磺酸钠、0.3
‑
1.5份苯胺单体、0.06
‑
0.14份硝酸银、1.8
‑
5.4份盐酸、125
‑
195份去离子水。6.根据权利要求1所述的一种寡壁碳纳米管导电浆料，其特征在于：所述导电助剂为炭黑、导电碳纤维、导电石...

【专利技术属性】
技术研发人员：王蓓，刘跃平，马军，
申请(专利权)人：深圳市金百纳纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：