导电浆料、电极片及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种导电浆料、电极片及其制备方法与应用，其中，导电浆料，导电浆料包括导电剂与有机溶剂，导电剂包括粗管径碳纳米管、细管径碳纳米管和还原氧化石墨烯，粗管径碳纳米管与细管径碳纳米管相互穿插，粗管径碳纳米管的管径为50nm～200nm，细管径碳纳米管的管径为6nm～12nm，粗管径碳纳米管、细管径碳纳米管和还原氧化石墨烯共同形成三维网络结构，将利用该导电浆料制备得到的正极浆料涂覆在微孔箔材上得到电极片，能极大地提升电极片的粘结性，使制得的电池的电芯的能量密度具有极大的提升，且同时又不会影响锂离子的动力学性能。

Conductive paste, electrode and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
导电浆料、电极片及其制备方法与应用
本专利技术涉及电池
，特别涉及一种导电浆料、电极片及其制备方法与应用，特别涉及该在锂离子电池中的应用。
技术介绍
锂离子电池作为一种新型能源，以其重量小、容量高、循环寿命长等优势，倍受人们关注，其中，三元锂电池因具有综合性能和成本的双重优势日益被行业所关注和认同，已超越磷酸铁锂和钴酸锂成为锂电池的主流技术路线。市面上的三元锂电池的能量密度平均在180Wh/kg左右，很难达到300Wh/k以上，远不能满足电动汽车等对续航里程的要求，发展更高能量密度的电芯一直是锂电池领域的重点。目前，现有锂离子电池厂商普遍采用SP复配碳纳米管作导电剂，其导电网络完善，提高电池的导电性，主要通过提升电极负载量、降低电极中的箔材等辅材重量，如制作微孔铜箔、铝箔等，来提高电池的能量密度，然而，由于高能量密度电芯的负载量提高，粘结剂如PVDF等的用量就偏少，导致电极片的粘结性下降，不利于电子传导，进而影响电池导电性能，导致电芯的倍率放电性能下降。因此，如何制备粘结性良好，高能量密度，而且不会影响锂离子的动力学性能的电极片一直是本领域技术人员难以攻克的难题。
技术实现思路
基于此，本专利技术提供了一种导电浆料及其制备方法，进一步提供了一种电极片及其制备方法，该电极片的粘结性能好，并且由该电极片组装制得的电芯的能量密度能达到350Wh/kg，而且不会影响锂离子的动力学性能。本专利技术的技术方案如下。本专利技术的一个方面提供一种导电浆料，该导电浆料包括导电剂与有机溶剂，导电剂包括粗管径碳纳米管、细管径碳纳米管和还原氧化石墨烯，粗管径碳纳米管与细管径碳纳米管相互穿插，粗管径碳纳米管的管径为50nm～200nm，细管径碳纳米管的管径为6nm～12nm，粗管径碳纳米管、细管径碳纳米管和还原氧化石墨烯共同形成三维网络结构。上述导电浆料中，上述粗管径碳纳米管和上述细管径碳纳米管的总质量与上述还原氧化石墨烯的质量的比为(4～100)：1。上述导电浆料中，上述粗管径碳纳米管与上述细管径碳纳米管的质量比为1：(4～10)。本专利技术还提供一种上述导电浆料的制备方法，包括如下步骤：将还原氧化石墨烯分散在有机溶剂中形成悬浮液；将粗管径碳纳米管与细管径碳纳米管加入上述悬浮液中，超声分散，得到导电浆料。进一步地，本专利技术还提供了一种电极浆料，该电极浆料包括上述导电浆料、电极活性材料和粘结剂；，上述的导电浆料中的导电剂、电极活性材料和粘结剂的重量比为(1～4)：(92～98)：(1～5)。本专利技术的另一个方面提供一种电极片，该电极片包括微孔箔材和设于所述微孔箔材上的电极材料层，电极材料层的制备原料包括上述电极浆料。本专利技术进一步提供一种电极片，该电极片包括微孔箔材、和设于微孔箔材上的第一涂层、设于第一涂层上的第二涂层和设于第二涂层上的第三涂层，第一涂层和第三涂层由上述电极浆料制备而成，第二涂层由如上述导电剂制备而成的导电浆料制备而成。上述的制备方法中，上述第一涂层的厚度为30μm～200μm，上述第二涂层的厚度为5μm～25μm，上述第三涂层的厚度为30μm～200μm。进一步地，本专利技术还提供了一种电极片的制备方法，包括以下步骤：提供上述导电浆料；提供上述电极浆料；在微孔箔材上涂覆上述电极浆料形成第一涂层；在上述第一涂层上涂覆上述导电浆料形成第二涂层；在上述第二涂层上涂覆上述电极浆料形成第三涂层。本专利技术还提供了一种电池，该电池包含上述的电极片或上述的电极片的制备方法制得的电极片。有益效果本专利技术通过采用管径为50nm～200nm的粗管径碳纳米管、管径为6nm～12nm细管径碳纳米管与还原氧化石墨烯复合制备得到导电浆料，其中，粗管径碳纳米管与细管径碳纳米管相互穿插在彼此的碳纳米管的间隙中，该两种管径的碳纳米管与还原氧化石墨烯共同形成三维网状复合结构。该导电浆料用于制备电极浆料，可以极大地提升电极浆料的粘结性能，进而有利于提高电池的电芯的倍率放电性能。进一步地，利用该导电浆料、电极活性材料与粘结剂制得电极浆料，采用微孔箔材进行涂布得到电极片，细管径碳纳米管和粗管径碳纳米管可以穿过微孔箔材，碳纳米管与还原氧化石墨烯形成的三维网状导电网络将微孔箔材两侧表面的电极浆料黏附，极大地提升了电极片的粘结性；并且，碳纳米管与还原氧化石墨烯均具有多孔结构，可吸收电解液，改善Li+的传导速率，进而减少电芯内部的浓差极化，所制备得到的电池的电芯的倍率放电性能也明显改善。进一步地，将上述电极浆料涂覆在微孔箔材上，再涂覆一层上述导电浆料，之后再涂覆一层上述电极浆料，通过导电浆料作为中间涂层的方式涂覆两层电极浆料，可以提升电极极片的面密度，同时制得的电极片上的电极材料的粘结性良好，中间涂覆上述导电剂浆料，可以增强电极片的长程导电性，并进一步提高层与层之间的粘结性，该电极片可作为正极片或负极片用于制备电池，使制得的电池的电芯的能量密度具有极大的提升，且同时又不会影响锂离子的动力学性能。附图说明图1为实施例1中得到的导电浆料的SEM图；图2为实施例1中得到的导电浆料中碳纳米管的SEM图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述，并给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本专利技术的一个实施例提供了一种导电浆料，该导电浆料包括导电剂与有机溶剂，导电剂包括粗管径碳纳米管、细管径碳纳米管和还原氧化石墨烯，组合粗管径碳纳米管与细管径碳纳米管相互穿插，粗管径碳纳米管的管径为50nm～200nm，细管径碳纳米管的管径为6nm～12nm，粗管径碳纳米管、细管径碳纳米管和还原氧化石墨烯共同形成三维网络结构。在其中一个实施例中，上述导电浆料中，上述粗管径碳纳米管与上述细管径碳纳米管的质量比为为1：(5～10)。在其中一个实施例中，上述导电浆料中，上述粗管径碳纳米管和上述细管径碳纳米管的总质量与上述还原氧化石墨烯的质量的比为(4～10)：1。在其中一个实施例中，上述导电浆料中，上述粗管径碳纳米管和上述细管径碳纳米管的总质量与上述还原氧化石墨烯的质量比为(7～10)：1。在其中一个实施例中，上述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮。在其中一个实施例中，上述导电浆料粘度为5000mpa·s～16000mpa·s。可理解，本申请的粗管径碳纳米管和细管径碳纳米管可以是单臂碳纳米管或多臂碳纳米管，粗管径碳纳米管和细管径碳纳米管的管长可为与本领域内常用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导电浆料，其特征在于，所述导电浆料包括导电剂与有机溶剂，所述导电剂包括粗管径碳纳米管、细管径碳纳米管和还原氧化石墨烯，所述粗管径碳纳米管与细管径碳纳米管相互穿插，所述粗管径碳纳米管的管径为50nm～200nm，所述细管径碳纳米管的管径为6nm～12nm，所述粗管径碳纳米管、细管径碳纳米管和还原氧化石墨烯共同形成三维网络结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种导电浆料，其特征在于，所述导电浆料包括导电剂与有机溶剂，所述导电剂包括粗管径碳纳米管、细管径碳纳米管和还原氧化石墨烯，所述粗管径碳纳米管与细管径碳纳米管相互穿插，所述粗管径碳纳米管的管径为50nm～200nm，所述细管径碳纳米管的管径为6nm～12nm，所述粗管径碳纳米管、细管径碳纳米管和还原氧化石墨烯共同形成三维网络结构。


2.如权利要求1所述的导电浆料，其特征在于，所述粗管径碳纳米管和所述细管径碳纳米管的总质量与所述还原氧化石墨烯的质量的比为(4～10)：1。


3.如权利要求1或2所述的导电浆料，其特征在于，所述粗管径碳纳米管与所述细管径碳纳米管的质量比为1：(4～10)。


4.一种如权利要求1-3任一项所述的导电浆料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将还原氧化石墨烯分散在有机溶剂中形成悬浮液；
将粗管径碳纳米管与细管径碳纳米管加入所述悬浮液中，超声分散，得到导电浆料。


5.一种电极浆料，其特征在于，所述电极浆料的组分包括电极活性材料、粘结剂及如权利要求1-3任一项所述的导电浆料；所述导电浆料中的导电剂、所述电极活性材料和所述粘结剂的重量比为(1～4)：(92～98)：(1～5)。
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【专利技术属性】
技术研发人员：方彪鹏，梁凯，陈小平，
申请(专利权)人：桑顿新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43