一种褶皱状石墨烯复合导电剂及制备方法技术

本发明专利技术涉及石墨烯材料领域，具体涉及石墨烯用于导电剂，进一步涉及用于锂电池的具有特殊外观结构的高性能石墨烯复合导剂。其特征是由纳米片结构的石墨烯组装成的具有褶皱状的球形颗粒，保留了石墨烯层结构，在锂电池活性材料中易于分散，褶皱间为锂电池锂离子提供快速传输通道。形成的导电网络使石墨烯的导电性与锂离子传输性有效的结合，在极少添加量条件下，大幅提高锂电池活性物质的容量发挥，降低了电池内阻，并提升电池的循环性能。特别提出了通过絮凝、粘接组装褶皱状石墨烯复合导电剂的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石墨烯材料领域，具体涉及石墨烯用于导电剂，进一步涉及用于锂电池的具有特殊外观结构的高性能石墨烯复合导剂。
技术介绍
随着锂电池在高性能动力电池领域的应用，对电池的高倍率性能要求越来越高。而由于锂电池正极材料导电性能较差，使得电池的内阻较大，导致材料倍率性能、电压平台和高低温性能不佳，在较大电流条件下放电时容量往往难以完全发挥，严重限制了锂离子的功率性能。尽管已有通过包覆碳提升了导电率，但因难以建立导电网络，无法同时实现离子和电子电导率提升。如碳包覆只是对材料的电子电导率有所提高，但对离子电导率提升并不明显。特别是，对于低导电率的磷酸铁锂，甚至处于绝缘的硫电极材料，提升导电性难以仅仅依靠碳包覆实现。因此，目前主要解决电导性的方法是在电极材料中加入大量的具有较高电子电导率的导电剂，以实现在电极内部构建快速电子传导的网络来提高锂离子电池在高功率工作条件下的性能。常用的导电剂有：石墨烯、碳黑、碳纤维、碳纳米管、石墨烯等。为了提高倍率和循环性能，锂离子电池电极需要添加导电剂以构建有效的导电网络。然而过多添加不参与能量存储的导电剂会降低电极的能量密度。因此技术人员寄希望通过添加较本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种褶皱状石墨烯复合导电剂的制备方法，其特征是制备方法如下：（1）将石墨烯微片直接采用机械剪切研磨剥离，然后将剥离得到的石墨烯纳米片加热至300℃以上，经液氮骤冷处理使石墨烯纳米片发生形貌转换，形成具有曲面片结构的石墨烯；（2）将步骤（1）得到的具有曲面片结构的石墨烯与可溶性碳源在分散体系中分散乳化，分散速度为2000‑2500rpm，分散30‑60min，然后加入絮凝剂，分散速度降至800‑1000rpm，具有曲面片结构的石墨烯在絮凝剂作用下与可溶性碳源凝聚团聚组装为微细球形颗粒分散于乳液中；其中所述的可溶性碳源为壳聚糖、纤维素醚以及衍生物、黄原胶、阿拉伯胶、海藻胶中的至少一种；所述的絮凝剂...

【技术特征摘要】
1.一种褶皱状石墨烯复合导电剂的制备方法，其特征是制备方法如下：（1）将石墨烯微片直接采用机械剪切研磨剥离，然后将剥离得到的石墨烯纳米片加热至300℃以上，经液氮骤冷处理使石墨烯纳米片发生形貌转换，形成具有曲面片结构的石墨烯；（2）将步骤（1）得到的具有曲面片结构的石墨烯与可溶性碳源在分散体系中分散乳化，分散速度为2000-2500rpm，分散30-60min，然后加入絮凝剂，分散速度降至800-1000rpm，具有曲面片结构的石墨烯在絮凝剂作用下与可溶性碳源凝聚团聚组装为微细球形颗粒分散于乳液中；其中所述的可溶性碳源为壳聚糖、纤维素醚以及衍生物、黄原胶、阿拉伯胶、海藻胶中的至少一种；所述的絮凝剂为聚丙烯酰胺、聚二甲基二烯丙基氯化铵中的一种；（3）将步骤（2）得到的乳液过滤，滤除分散液，送入煅烧炉，煅烧炉温度为400-500℃，炉内设置催化板，在氮气气流作用下以悬浮态煅烧10-25min，使可溶性碳源与絮凝剂还原成石墨，曲面片结构的石墨烯在可溶性碳源还原过程中原位粘接，形成外形为球形颗粒，表面为褶皱的褶皱状石墨烯复合导电剂；其中所述的催化板为铁板、铜板或镍板。2.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆，曾军堂，
申请(专利权)人：成都新柯力化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51