一种锂电池用导电剂的制备方法、导电剂及其锂离子电池技术

本发明专利技术属于锂电池导电剂技术领域，具体涉及一种锂电池用导电剂的制备方法、导电剂及其锂离子电池。其中，锂电池用导电剂的制备方法包括为取金属源于乙二醇中溶解，得到产物1；将网状结构泡沫金属浸泡于所述产物1中得到产物2；将所述产物2进行第一反应，制得具有网状结构泡沫金属和棒状结构的金属氢氧化物；将所述网状结构泡沫金属和棒状结构的金属氢氧化物通过第二反应在表面沉积生成碳材料得到产物3；将所述产物3酸洗、干燥后得到导电剂。上述方法制得的导电剂因为其特殊的网状和棒状结构搭建起更为高效的导电网络，具有更优异的导电性能，提升锂离子电池的倍率充放电和循环性能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池用导电剂的制备方法、导电剂及其锂离子电池


[0001]本专利技术属于锂电池导电剂
，具体涉及一种锂电池用导电剂的制备方法、导电剂及其锂离子电池。

技术介绍

[0002]随着环境污染和能源危机等问题日益凸显，开发可持续发展新能源显得尤为重要。锂离子电池作为一种新型高效的绿色电池备受关注。作为锂离子电池关键非主材之一的导电剂，在整个锂离子极片上起到了非常重要的作用。导电剂最基本的功能就是导电，在极片制作时通常加入一定量的导电物质，在活性物质之间、活性物质与集流体之间起到收集微电流的作用，以减小电极的接触电阻加速电子的移动速率，同时也能有效地提高锂离子在电极材料中的迁移速率，从而提高锂离子电池的充放电效率。
[0003]就当前锂离子电池市场而言，正极和负极导电剂用的比较多的是碳纳米管、石墨烯、导电炭黑和碳纤维等，都是为了构成立体的导电网络而进行的尝试。气相生长碳纤维、碳纳米管的特点是粒径小，但是价格高，难以分散。石墨烯作为新型导电剂，其有独特的片状结构，但其制备成本较高，分散困难。为了进一步提高锂离子电池导电剂的性能，充分发挥导电剂的优势，设计出同时具有网状和棒状的结构导电剂。
[0004]目前，锂离子电池的导电剂材料有导电炭黑、导电石墨、碳纤维、碳纳米管和石墨烯。制备这些导电剂的现有技术主要有激光蒸发石墨法、等离子体喷射沉积法、凝聚相电解生成法、石墨电弧法等。这些现有技术制备碳材料过程复杂，成本较大。制备过程当中对于设备要求极高，制备出的碳材料结构单一，并且制备过程当中需要消耗大量的能量。
[0005]针对上述问题，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术在于提供一种锂电池用导电剂的制备方法，通过制备网状和棒状结构的导电剂，在锂离子电池中很容易形成导电网络，增强电极材料的导电性，不仅能够显著降低锂离子电池内阻。而且，由于网状和棒状结构能够与活性物质形成很好的接触，增加了活性物质之间的粘接稳定性，可以搭建起更为高效的导电网络，提升锂离子电池的倍率充放电和循环性能。
[0007]本专利技术通过以下技术方案实现：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种锂电池用导电剂的制备方法，其包括：
[0009]取金属源于乙二醇中溶解，得到产物1；
[0010]将网状结构泡沫金属浸泡于所述产物1中得到产物2,；
[0011]将所述产物2进行第一反应，制得具有网状结构泡沫金属和棒状结构的金属氢氧化物；
[0012]将所述网状结构泡沫金属和棒状结构的金属氢氧化物通过第二反应在表面沉积生成碳材料得到产物3；
[0013]将所述产物3酸洗、干燥后得到导电剂。
[0014]进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，上述第一反应包括微波辅助加热法、溶剂热法、共沉淀法或均匀沉淀。
[0015]进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，上述第二反应包括气相沉积法、电弧法、激光蒸发法或固相热解法。
[0016]进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，上述金属源包括六水氯化镍、硝酸镍、硫酸镍、溴化镍、氟化镍、氯化铁、氯化铜、氯化钴、氯化锌、硝酸铜和硝酸钴中至少一种。
[0017]进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，上述网状结构泡沫金属包括镍、钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、铜、锌以及上述金属合金中的一种。
[0018]进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，上述第一反应为微波辅助加热法，加热的温度为100℃～170℃。
[0019]进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，上述第二反应中加入的气体为H2和碳源类气体；
[0020]所述碳源类气体包括甲烷、乙烷、丙烷、乙烯或乙炔。
[0021]进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，上述网状结构泡沫金属使用前需洗涤、干燥。
[0022]进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，上述洗涤包括低浓度酸洗、水洗和醇洗。
[0023]进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，上述产物3酸洗中所需要的酸为硝酸。
[0024]第二方面，本专利技术提供一种锂离子电池用导电剂，其特征在于，所述导电剂的微观结构为网
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棒状结构
‑
，其中网状结构表面附着有棒状结构。
[0025]第三方面，本专利技术提供锂离子电池，包括上述导电剂。
[0026]与现有技术相比，本专利技术至少具有如下技术效果：
[0027]本专利技术的锂离子电池用导电剂的制备方法，采用网状结构的泡沫金属可以大规模的沉积导电碳材料，制备方法简单，降低成本。通过第一反应，主要是包括微波辅助加热等方式，在更宽广的温度范围内，更有利于产物的晶化，形貌更加可控。通过第二反应，有效的使得碳材料均匀的沉积在网状结构和棒状结构上，获得具有较大表面积的导电剂，可以在正负极材与颗粒之间形成连续的导电网络，有利于提高了材料的电子导电率。可以搭建起更为高效的导电网络，从而减少导电剂的用量，提高锂离子电池的容量，降低电池的极化。
[0028]本专利技术的锂离子电池用导电剂，通过网状结构泡沫金属和棒状结构的金属氢氧化物的结构特征作为基底，在表面沉积生成碳材料，经过酸洗后去除金属，制备得到的具有网状和棒状的碳纳米结构导电剂，具有更优异的导电性能；又因为网状和棒状结构的导电剂，在锂离子电池中很容易形成导电网络，增强电极材料的导电性，不仅能够显著降低锂离子电池内阻。而且，由于网
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棒状结构能够与活性物质形成很好的接触，增加了活性物质之间的粘接稳定性，可以搭建起更为高效的导电网络，提升锂离子电池的倍率充放电和循环性能。
附图说明
[0029]图1为实施例2当中的网
‑
棒状结构导电剂扫描电子显微镜结果示意图。
[0030]图2为实施例1
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3对应锂离子电池内阻图。
[0031]图3为实施例1
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3对应锂离子电池倍率放电容量保持率对比图。
[0032]图4为实施例2和对比例1制备的锂离子电池循环性能测试结果图。
具体实施方式
[0033]下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围，实施例中未注明的具体条件，按照常规条件或者制造商建议的条件进行，所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0034]本专利技术实施例提供的具体的技术方案思路如下：
[0035]第一方面，本专利技术提供一种锂电池用导电剂的制备方法，其包括：
[0036]取金属源于乙二醇中溶解，搅拌均匀后得到产物1；
[0037]将网状结构泡沫金属，用低浓度盐酸溶液洗涤后浸泡于所述产物1中得到产物2；
[0038]将所述产物2进行第一反应，制得具有网状结构泡沫金属和棒状结构的金属氢氧化物；
[0039]将所述网状结构泡沫金属和棒状结构的金属氢氧化物通过第二反应在表面沉积生成碳材料得到产物3；
[0040]将所述产物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂电池用导电剂的制备方法，其特征在于，其包括：取金属源于乙二醇中溶解，得到产物1；将网状结构泡沫金属浸泡于所述产物1中得到产物2；将所述产物2进行第一反应，制得具有网状结构泡沫金属和棒状结构的金属氢氧化物；将所述网状结构泡沫金属和棒状结构的金属氢氧化物通过第二反应在表面沉积生成碳材料得到产物3；将所述产物3酸洗、干燥后得到导电剂。2.根据权利要求1所述的导电剂的制备方法，其特征在于，所述第一反应包括微波辅助加热法、溶剂热法、共沉淀法或均匀沉淀。3.根据权利要求1所述的导电剂的制备方法，其特征在于，所述第二反应包括气相沉积法、电弧法、激光蒸发法或固相热解法。4.根据权利要求1所述的导电剂的制备方法，其特征在于，所述金属源包括六水氯化镍、硝酸镍、硫酸镍、溴化镍、氟化镍、氯化铁、氯化铜、氯化钴、氯化锌、硝酸铜和硝酸钴中至少一种。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈列哈，杨允杰，汪勇，何梦娇，高建疆，
申请(专利权)人：华鼎国联动力电池有限公司，
类型：发明
国别省市：