石墨烯碳纳米管复合导电正极浆料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种石墨烯碳纳米管复合导电正极浆料，所述导电浆料由以下成分组成：活性物质：有机膨润土：聚丙烯酸：羧甲基纤维素：导电剂质量比为70～97.5％：0.1～5％：0.5～15％：0.5～10％：1～5％；所述导电浆料的溶剂为去离子水、无水乙醇、碱性溶液中的至少一种。所述导电剂由碳纳米管：石墨烯：超级导电炭黑按质量比0.5～1.5：0.5～1.5：1～2组成；所述石墨烯的粒径为50～400nm，碳纳米管管径为5～10nm。所述活性物质由LiNi

【技术实现步骤摘要】
石墨烯碳纳米管复合导电正极浆料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及导电浆料领域，具体涉及一种石墨烯碳纳米管复合导电正极浆料以及一种石墨烯碳纳米管复合导电正极浆料的制备方法。

技术介绍

[0002]浆料制备是电池的一个重要步骤，主要实现将活性物质材料与非活性组分充分混合的目的。所以，电极浆料制备的好坏和性能直接影响了电极片电化学性能的发挥。为了保证电极片充分发挥其电化学特性，一方面是浆料的均匀性，保证各组分之间的充分混合均匀，避免团聚，同时也保证极片负载量的可控性及电化学性能的真实可重复性；另一方面是非活性组分与活性物质的匹配性，选择导电性优异的导电剂与粘结性能更加出色的粘结体系可以在降低非活性组分含量的同时达到提升电化学性能的目的，提高电池的整体能量密度。
[0003]碳纳米管导电浆料作为一种新型锂离子电池导电剂，能够提高电池的导电性能，同时能降低粘接剂的用量，对锂离子电池能量密度有明显的提升作用，但存在分散问题。单一的石墨烯，碳纳米管制备成的导电浆料在性能方面有很大改进，但在加工方面，尤其对高固含量的产品设计上还有提升空间，提高产品固含量，可以间接提高产能，节约成本，减少对环境的污染和资源的浪费，现有炭黑可以满足高固含量的需求，但是其作为导电剂性能远不如石墨烯和碳纳米管。因此制备一种分散性好且稳定的导电浆料对电池领域的进一步发展具有非常重要的意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术一方面提供一种石墨烯碳纳米管复合导电正极浆料，所述导电浆料由以下成分组成：
[0005]活性物质：有机膨润土：聚丙烯酸：羧甲基纤维素：导电剂质量比为70～97.5％：0.1～5％：0.5～15％：0.5～10％：1～5％；所述导电浆料的溶剂为去离子水、无水乙醇、碱性溶液中的至少一种。
[0006]所述导电剂由碳纳米管：石墨烯：超级导电炭黑按质量比0.5～1.5：0.5～1.5：1～2组成；所述石墨烯的粒径为50～400nm，碳纳米管管径为5～10nm。
[0007]所述活性物质由LiNi
0.8
Co
0.15
Al
0.05
O2和LiMn2O4按质量比1.7～8∶1组成。
[0008]本专利技术另一方面提供一种石墨烯碳纳米管复合导电正极浆料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0009]将有机膨润土、聚丙烯酸和羧甲基纤维素混合并滴加溶剂充分溶解，得到第一混合物，在第一混合物中加入导电剂搅拌均匀得到第二混合物，在第二混合物中加入活性物质进一步搅拌均匀，得到所述的石墨烯碳纳米管复合导电正极浆料。
[0010]本专利技术取得的有益效果包括以下内容中的至少一项：
[0011]1、本专利技术制备的石墨烯碳纳米管复合导电正极浆料分散性好，同时稳定储存时间
长，常温下，储存时间能保证在90天以上。
[0012]2、本专利技术制备的石墨烯碳纳米管复合导电正极浆料，三种导电剂降低内阻，同时在浆料组分、粒度以及有机膨润土、聚丙烯酸以及羧甲基纤维素复配下，浆料的稳定性显著提高，有助于极片负载量的均匀可控性，提高电化学性能。
具体实施方式
[0013]在本专利技术的一个示例性实施例中，石墨烯碳纳米管导电浆料由以下成分组成：活性物质：有机膨润土：聚丙烯酸：羧甲基纤维素：导电剂质量比为70～97.5％：0.1～5％：0.5～15％：0.5～10％：1～5％；所述导电浆料的溶剂可以是去离子水、无水乙醇、碱性溶液中的至少一种。所述碱性溶液的PH为9～10。
[0014]所述导电剂由碳纳米管：石墨烯：超级导电炭黑按质量比0.5～1.5：0.5～1.5：1～2组成；所述石墨烯的粒径为50～400nm，碳纳米管管径为5～10nm。
[0015]所述活性物质由LiNi
0.8
Co
0.15
Al
0.05
O2和LiMn2O4按质量比1.7～8∶1组成。
[0016]在本专利技术的一个示例性实施例中，所述活性物质：有机膨润土：聚丙烯酸：羧甲基纤维素：导电剂质量比为75～90％：1.5～4％：3～10％：2～8％：2～4％。进一步，所述活性物质：有机膨润土：聚丙烯酸：羧甲基纤维素：导电剂质量比为80～85％：2～3％：5～8％：4～6％：2.5～3％。
[0017]在本专利技术的一个示例性实施例中，所述碳纳米管：石墨烯：超级导电炭黑质量比为0.8～1.2：0.8～1.2：1.2～1.6。所述石墨烯的粒径为100～300nm，碳纳米管管径为7～9nm。
[0018]在本专利技术的一个示例性实施例中，将有机膨润土、聚丙烯酸和羧甲基纤维素混合并滴加溶剂充分溶解，得到第一混合物，在第一混合物中加入导电剂搅拌均匀得到第二混合物，在第二混合物中加入活性物质进一步搅拌均匀，得到所述的石墨烯碳纳米管复合导电正极浆料。本专利技术中有机膨润土、聚丙烯酸以及羧甲基纤维素作为分散剂；碳纳米管、石墨烯以及超级导电炭黑作为导电剂。先将分散剂进行溶解的目的是为了保证后面制备的浆料在静止状态时粘度较高，可以有效防止浆料的沉淀和团聚。例如，形成浆料时，导电剂：分散剂：溶剂的质量比可以为2～5:0.1～5:90～97.9，然而，本专利技术并不限于此。
[0019]实施例1
[0020]将实验需要的活性物质、碳纳米管、石墨烯和超级导电炭黑进行研磨，原料按有机膨润土：聚丙烯酸：羧甲基纤维素质量比为2％：3％：3％，滴加去离子水，进行磁力恒温搅拌，充分溶解后，加入三元导电剂搅拌均匀，其中碳纳米管：石墨烯：超级导电炭黑质量比0.8：0.8：1，石墨烯的粒径为100nm，碳纳米管管径为6nm，最后加入活性物质进一步搅拌，其中活性物质LiNi
0.8
Co
0.15
Al
0.05
O2和LiMn2O4质量比2∶1，得到所述的石墨烯碳纳米管复合导电正极浆料。
[0021]实施例2
[0022]将实验需要的活性物质、碳纳米管、石墨烯和超级导电炭黑进行研磨，原料按有机膨润土：聚丙烯酸：羧甲基纤维素质量比为3％：5％：5％，滴加去离子水，进行磁力恒温搅拌，充分溶解后，加入三元导电剂搅拌均匀，其中碳纳米管：石墨烯：超级导电炭黑质量比1：0.8：1.5，石墨烯的粒径为80nm，碳纳米管管径为9nm，最后加入活性物质进一步搅拌，其中活性物质LiNi
0.8
Co
0.15
Al
0.05
O2和LiMn2O4质量比5∶1，得到所述的石墨烯碳纳米管复合导电正
极浆料。
[0023]实施例3
[0024]将实验需要的活性物质、碳纳米管、石墨烯和超级导电炭黑进行研磨，原料按有机膨润土：聚丙烯酸：羧甲基纤维素质量比为2％：10％：6％，滴加去离子水，进行磁力恒温搅拌，充分溶解后，加入三元导电剂搅拌均匀，其中碳纳米管：石墨烯：超级导电炭黑质量比0.8：1：1.5，石墨烯的粒径为200nm，碳纳米管管径为6nm，最后加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯碳纳米管复合导电正极浆料，其特征在于，所述导电浆料由以下成分组成：活性物质：有机膨润土：聚丙烯酸：羧甲基纤维素：导电剂质量比为70～97.5％：0.1～5％：0.5～15％：0.5～10％：1～5％；所述导电浆料的溶剂为去离子水、无水乙醇、碱性溶液中的至少一种；所述导电剂由碳纳米管：石墨烯：超级导电炭黑按质量比0.5～1.5：0.5～1.5：1～2组成；所述石墨烯的粒径为50～400nm，碳纳米管管径为5～10nm；所述活性物质由LiNi
0.8
Co
0.15
Al
0.05
O2和LiMn2O4按质量比1.7～8∶1组成。2.根据权利要求1所述的导电浆料，其特征在于，所述活性物质：有机膨润土：聚丙烯酸：羧甲基纤维素：导电剂质量比为75～90％：1.5～4％：3～10％：2～8％：2～4％。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖双，王瑛，张立君，冯彩霞，
申请(专利权)人：山东玉皇新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：