一种气凝胶复合导电剂及其制备方法和其产品技术

本发明专利技术属于锂离子电池领域，公开了一种气凝胶复合导电剂，主要由导电剂与氧化硅气凝胶复合得到，所述导电剂与氧化硅气凝胶的质量比为3‑

【技术实现步骤摘要】
一种气凝胶复合导电剂及其制备方法和其产品


[0001]本专利技术属于锂离子电池领域，尤其涉及一种气凝胶复合导电剂及其制备方法和其产品
。

技术介绍

[0002]锂离子电池是性能卓越的新一代绿色高能电池，已成为高新技术发展的重点之一，锂离子电池具有高电压
、
高容量
、
低消耗
、
无记忆效应
、
无公害
、
体积小
、
内阻小
、
自放电少
、
循环稳定性好等优点，因而被广泛应用到移动电话
、
笔记本电脑
、
摄像机
、
数码相机等数码产品以及新能源汽车等领域
。
随着锂离子电池的应该越来越广，对锂离子电池的要求也越来越高，如对锂离子电池的能量密度
、
循环稳定性
、
安全等性能要求也越来越高
。
[0003]目前锂离子电池所用到的导电剂大致分为如下几种：
[0004](1)
炭黑类导电剂，因为是点对点接触，在导电性方面不是很好；
[0005](2)
石墨烯类导电剂；
[0006](3)
碳纳米管类导电剂
。
[0007]一般在锂电池制浆过程是将如上一种或者几种导电剂混合使用，直接在
NMP
溶液中采用双行星高速分散制得含有导电剂的悬浮液，混合正负极活性物质后均匀涂敷在集流体上而制得锂电池用极片
。

技术实现思路

[0008]本专利技术所要解决的技术问题是，克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种复合负极及其制备方法和其负极片
、
锂电池产品
。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0010]一种气凝胶复合导电剂，主要由导电剂与氧化硅气凝胶复合得到，所述导电剂与氧化硅气凝胶的质量比为3‑
15∶2
‑
4。
[0011]上述的气凝胶复合导电剂，优选的，所述导电剂为炭黑类导电剂
、
石墨烯导电剂
、
碳纳米管导电剂中的一种或多种
。
[0012]优选的，所述导电剂与氧化硅气凝胶的质量比为
6∶3。
[0013]优选的，所述气凝胶复合导电剂的粒径为
200nm
‑1μ
m。
[0014]基于一个总的专利技术构思，本专利技术还提供一种所述气凝胶复合导电剂制备方法，包括如下步骤：
[0015](1)
制备氧化硅气凝胶基液；
[0016](2)
将三甲基氯硅烷
/
正己烷混合溶液
、
导电剂混合均匀制得包含导电剂的悬浮液，将此悬浮液中加入所述氧化硅气凝胶基液中，充分搅拌均匀并浸泡反应，一次干燥后再用丙酮浸泡，萃取出正己烷，再进行二次干燥，制得气凝胶复合导电剂；其中正己烷为反应介质，三甲基氯硅烷主要起造孔作用；浸泡反应是为了使各物质分散更为均匀；
[0017](3)
将所述气凝胶复合导电剂进行纳米分子研磨处理，得到微米级别的气凝胶复
合导电剂粉体颗粒
。
[0018]上述的制备方法，优选的，在步骤
(1)
中，所述氧化硅气凝胶基液的制备方法如下：将正硅酸乙酯
、
丙酮
、
无水乙醇
、
水混合均匀，调节
pH
值至3‑4后进行反应，然后调节
pH
值至6‑7后静置老化，再用无水乙醇浸泡后进行加热老化，得到氧化硅气凝胶基液
。
[0019]优选的，在步骤
(1)
中，所述正硅酸乙酯
、
丙酮
、
无水乙醇
、
水的质量比为1‑
2:4
‑
5:4
‑
5:4
‑6；采用盐酸溶液调节
pH
值至3‑4，反应时间为
10
‑
20h
；采用氨水调节
pH
值至6‑7，静置老化时间为2‑3天；所述加热老化的温度为
50℃
，老化时间为1天
。
[0020]优选的，在步骤
(2)
中，所述三甲基氯硅烷
/
正己烷混合溶液的质量浓度为
10
‑
15
％；所述导电剂与三甲基氯硅烷
/
正己烷混合溶液的质量比为4‑
8∶92
‑
96
；所述悬浮液与氧化硅气凝胶基液的质量比为
98
‑
102∶92
‑
96
；所述浸泡反应时间为2‑3天；所述一次干燥和二次干燥的温度为
50
‑
60℃
；所述丙酮浸泡时间为1‑2天；所述二次干燥时间为5‑7天
。
[0021]基于一个总的专利技术构思，本专利技术还提供一种锂电池极片，包括集流体和涂覆于集流体表面的锂电池浆料，所述锂电池浆料包含所述气凝胶复合导电剂
。
[0022]上述的锂电池极片中，优选的，所述锂电池浆料包括水性体系和油性体系；
[0023]所述水性体系的制备方法如下：按质量百分比计，将气凝胶复合导电剂粉体颗粒4‑5％
、
分散剂
0.1
％
、
粘结剂1％
、
增稠剂
0.5
％均匀分散到水中制得气凝胶悬浮液；其中分散剂为十二酸钠
、
聚丙乙烯磺酸钠
、
十二烷基硫酸钠中的至少一种；粘结剂为聚丙烯酸
、
聚丙烯酸锂
、
丁苯橡胶
、
海藻酸钠中的至少一种；增稠剂为
CMC、
聚丙烯酰胺
、
羟乙基纤维素中的至少一种；
[0024]所述油性体系的制备方法如下：按质量百分比计，将气凝胶复合导电剂粉体颗粒4‑5％
、
分散剂
0.1
％
、
粘结剂1％均匀分散到
NMP
溶液中制得气凝胶悬浮液；其中分散剂为十二酸钠
、
聚丙乙烯磺酸钠
、
十二烷基硫酸钠中的至少一种；粘结剂为
PVDF、PVDF
‑
HFP、
改性丙烯酸等中的至少一种
。
[0025]更优选的，所述锂电池浆料为正极浆料或负极浆料；
[0026]所述正极浆料的制备方法如下：按质量百分比计，将活性物质
98
％
、
气凝胶复合导电剂1％
、
粘结剂1％采用双行星搅拌方式均匀分散到
NMP
溶液中制得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种气凝胶复合导电剂，其特征在于，主要由导电剂与氧化硅气凝胶复合得到，所述导电剂与氧化硅气凝胶的质量比为3‑
15∶2
‑
4。2.
根据权利要求1所述的气凝胶复合导电剂，其特征在于，所述导电剂为炭黑类导电剂
、
石墨烯导电剂
、
碳纳米管导电剂中的一种或多种
。3.
根据权利要求1所述的气凝胶复合导电剂，其特征在于，所述导电剂与氧化硅气凝胶的质量比为
6∶3。4.
根据权利要求1所述的气凝胶复合导电剂，其特征在于，所述气凝胶复合导电剂的粒径为
200nm
‑1μ
m。5.
一种气凝胶复合导电剂制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)
制备氧化硅气凝胶基液；
(2)
将三甲基氯硅烷
/
正己烷混合溶液
、
导电剂混合均匀制得包含导电剂的悬浮液，将此悬浮液中加入所述氧化硅气凝胶基液中，充分搅拌均匀并浸泡反应，一次干燥后再用丙酮浸泡，萃取出正己烷，再进行二次干燥，制得气凝胶复合导电剂；
(3)
将所述气凝胶复合导电剂进行纳米分子研磨处理，得到微米级别的气凝胶复合导电剂粉体颗粒
。6.
根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在步骤
(1)
中，所述氧化硅气凝胶基液的制备方法如下：将正硅酸乙酯
、
丙酮
、
无水乙醇
、
水混合均匀，调节
pH
值至3‑4后进行反应，然后调节
pH
值至6‑7后静置老化，再用无水乙醇浸泡后进行加热老化，得到氧化硅气凝胶基液
。7.
根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁卉军，陈龙，欧阳哲，
申请(专利权)人：长沙市芯星新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：