含有羧甲基纤维素盐的正极导电浆料及其制备方法与正极片和锂离子电池技术

本发明专利技术涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及含有羧甲基纤维素盐的正极导电浆料及其制备方法与正极片和锂离子电池，正极导电浆料包括以下重量份数的原料：羧甲基纤维素化合物4～6份

【技术实现步骤摘要】
含有羧甲基纤维素盐的正极导电浆料及其制备方法与正极片和锂离子电池


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，尤其涉及含有羧甲基纤维素盐的正极导电浆料及其制备方法与正极片和锂离子电池
。

技术介绍

[0002]锂离子电池主要是由正极
、
负极
、
隔膜三大部分组成，其中任何一部分的性能改变都间接的会对电池整体造成影响
。
锂离子电池由于具有无记忆效应
、
能量密度高
、
自放电小
、
电压高
、
充放电速率快
、
循环寿命长
、
环境友好等优点，广泛应用于纯电动汽车
、
便携式电子设备等多种领域
。
现有的磷酸铁锂
、
锰酸锂
、
钴酸锂
、
三元材料等正极材料普遍存在导电性偏低的问题，导致锂离子电池大电流充放电能力不足，制约了其更好的发挥
。
导电剂在正极片中为电子提供移动的通道，高性能的导电剂可以使正极材料获得较高的放电容量和较好的循环性能
。
同时，导电剂的存在可以影响电解液在电池体系内的分布，其分布对锂离子在液相中的迁移扩散有着至关重要的影响
。
具体地，导电剂的均匀分布在电极中为电解液的均匀分布提供了有力的前提条件，而电解液的均匀分布有利于离子快速迁移，减少电池极化，从而提升电池的整体性能
。
[0003]锂离子电池正极材料中的锂离子扩散系数和电导率不高，电化学极化明显，限制了电池倍率放电及充放电循环等性能
。
所以在正极中加入一定量的石墨烯
、
碳纳米管等导电材料，能为正极提供更多的电子离子通道，提高锂离子在电极材料中的迁移速度
。
但石墨烯及碳纳米管等导电材料比表面积较大，表面能较大，在常规机械搅拌的情况下容易团聚，而如果采用有机溶剂，又对环境不太友好
。
因此水性导电浆料需要解决石墨烯
、
碳纳米管在水中分散悬浮较差及导电性较弱等问题
。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的是提供含有羧甲基纤维素盐的正极导电浆料及其制备方法与正极片和锂离子电池，以至少解决现有技术中存在的石墨烯
、
碳纳米管在水中分散悬浮性较差及导电性较弱的问题
。
[0005]本专利技术通过以下技术手段解决上述技术问题：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种含有羧甲基纤维素盐的正极导电浆料，包括以下重量份数的原料：羧甲基纤维素化合物4～6份
、
碳材料8～
10
份
。
[0007]结合第一方面，在一些实施方式中，所述羧甲基纤维素化合物为羧甲基氨基磺化纤维素钠或羧甲基纤维素铵
。
[0008]结合第一方面，在一些实施方式中，所述碳材料为石墨烯或碳纳米管
。
[0009]采用上述技术方案的专利技术，羧甲基纤维素化合物为羧甲基氨基磺化纤维素钠或羧甲基纤维素铵，其中，羧甲基氨基磺化纤维素钠在纤维素
C6
位置引入氨基磺化基团，羧甲基纤维素铵在纤维素
C6
位置引入氨基，两者均能够侧链链长和电负性，从而提高纤维素的悬
浮分散性，配合碳材料本身具有的导热性良好
、
倍率较高的性能，可以提高充放电中电子的传输速度；同时分子链中有很多含氮官能团，这些电负性官能团在分子链中均匀分布，改善石墨烯
、
碳纳米管的导电性能
。
[0010]第二方面，本专利技术提供了一种含有羧甲基纤维素盐的正极导电浆料的制备方法，包括以下步骤：
[0011]将羧甲基纤维素化合物和去离子水加入搅拌机中搅拌2～
4h
，得到胶液；
[0012]将胶液倒入行星搅拌机中开启真空，加入碳材料，搅拌混匀，反转行星搅拌机的搅拌浆，从行星搅拌机的出料口通过筛盘过筛出料，得到正极导电浆料
。
[0013]结合第二方面，在一些实施方式中，所述胶液中羧甲基纤维素化合物的含量为
4.0
～
6.0
％
。
[0014]结合第二方面，在一些实施方式中，所述行星搅拌机在搅拌混匀时的条件为低速
10
～
20rpm
刮料循环2～3次，再调整转速：低速
20
～
30rpm
，高速
1100
～
1300rpm
，运行
25
～
35min。
[0015]第三方面，本专利技术提供了一种正极片，所述正极片包括铝箔和涂覆在铝箔上的正极活性层，所述正极活性层由上述的含有羧甲基纤维素盐的正极导电浆料或者上述的制备方法制备得到的含有羧甲基纤维素盐的正极导电浆料涂覆在铝箔上干燥形成
。
[0016]第四方面，本专利技术提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括如上述的正极片
。
[0017]可以理解的是，上述第二方面至第四方面的有益效果可以参见上述第一方面的相关描述，在此不在赘述
。
具体实施方式
[0018]下面将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
。
[0019]以下实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行
。
所用原料
、
设备或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品
。
[0020]现有的水性导电浆料需要添加大量的羧甲基纤维素钠
(CMC
‑
Na)
等分散助剂，才能把石墨烯及碳纳米管有效的分散悬浮到水中，但大量助剂的存在会影响石墨烯
、
碳纳米管等导电材料的导电性，无法体现导电材料的优势
。
鉴于此，本专利技术提供了一种含有羧甲基纤维素盐的正极导电浆料及其制备方法与正极片和锂离子电池
。
[0021]本专利技术的含有羧甲基纤维素盐的正极导电浆料包括以下重量份数的原料：羧甲基纤维素化合物4～6份
、
碳材料8～
10
份
。
其中，羧甲基纤维素化合物为羧甲基氨基磺化纤维素钠或羧甲基纤维素铵，碳材料为石墨烯或碳纳米管
。
[0022]以下通过实施例1‑4对本专利技术的含有羧甲基纤维素盐的正极导电浆料及其制备方法进行说明：
[0023]实施例1[0024]本实施例的含有羧甲基纤维素盐的正极导电浆料包括羧甲基纤维素化合物5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
含有羧甲基纤维素盐的正极导电浆料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：羧甲基纤维素化合物4～6份
、
碳材料8～
10
份
。2.
根据权利要求1所述的含有羧甲基纤维素盐的正极导电浆料，其特征在于，所述羧甲基纤维素化合物为羧甲基氨基磺化纤维素钠或羧甲基纤维素铵
。3.
根据权利要求1所述的含有羧甲基纤维素盐的正极导电浆料，其特征在于，所述碳材料为石墨烯或碳纳米管
。4.
含有羧甲基纤维素盐的正极导电浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将羧甲基纤维素化合物和去离子水加入搅拌机中搅拌2～
4h
，得到胶液；将胶液倒入行星搅拌机中开启真空，加入碳材料，搅拌混匀，反转行星搅拌机的搅拌浆，从行星搅拌机的出料口通过筛盘过筛出料，得到正极导电浆料
。5.
根据权利要求4所述的含有羧甲基纤维素盐的正极导电浆料的制备方法，其特征在于，所述胶液中羧甲基纤维素化合物的含...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱磊，周康建，杨勇，关英双，
申请(专利权)人：绿能纤材重庆科技有限公司，
类型：发明
国别省市：