一种制造技术

本发明专利技术提供一种

【技术实现步骤摘要】
一种GO@Li+掺杂的水性胶及其制备方法和制备装置


[0001]本专利技术涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种
GO@Li+
掺杂的水性胶及其制备方法和制备装置
。

技术介绍

[0002]锂离子电池是一种二次电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作
。
[0003]为了应对锂离子电池面临着的更高的发展要求，提高锂离子电池的能量密度成为各大电芯厂与材料厂的研究方向
。
在锂离子电池中，主要分为正极
、
负极
、
电解液
、
隔膜，如果要提高能量密度，提高活性材料的性能发挥成为必要，导电剂
、
粘结剂是正负极材料中重要的两个组成部分，目前所制作的锂电池正负极均分别加入活性材料
、
导电材料
、
粘结剂，活性材料通常导电性差，因此为了发挥出比容量，必须需要配合导电剂
。
[0004]目前锂离子电池正极采用油性粘结剂，主要是聚偏二氟乙烯
PVDF
，正极制浆工艺是首先将
PVDF
溶解在
N
‑
甲基
‑
吡咯烷酮
NMP
，然后加入导电剂，搅拌均匀后，再加入活性材料
。
[0005]锂离子电池主要采用苯乙烯丁二烯共聚物类型水性粘结剂，负极制浆工艺是首先将羧甲基纤维素钠
CMC
溶解在去离子水中，然后加入
SBR
粘结剂，搅拌均匀后，依次加入导电剂和活性材料
。
[0006]现在的为了改进锂离子电池会添加
GO@Li+
粉末，然而
GO@Li+
粉末制备时需要将不同的材料进行混合后，在进行过滤和真空干燥的操作，但是现在在进行制备时需要使用多个设备进行不同步骤的操作，从而导致操作人员需要将不同设备上制备的原料在不同的设备上进行搬运操作，所以造成现在的制备方式使用单个的设备完成整体的加工操作
。
[0007]因此，有必要提供一种
GO@Li+
掺杂的水性胶及其制备方法和制备装置解决上述技术问题
。

技术实现思路

[0008]本专利技术提供一种
GO@Li+
掺杂的水性胶及其制备方法和制备装置，解决了现在的锂离子电池中的
GO@Li+
粉末制备时无法使用单个设备实现混合
、
过滤和真空干燥操作的问题
。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术提供的一种
GO@Li+
掺杂的水性胶，包括以下原料成分：粘结剂
、
增稠剂
、GO@Li+
粉末
、
导电剂
、
助剂和中和剂；所述粘结剂为聚丙烯酸类
、
聚酰亚胺类
、
聚乙烯醇
、
聚氨酯
、
聚酯
、
聚醚
、
聚丙烯腈类等水性粘结剂的一种或几种，所述增稠剂为羧甲基纤维素钠，丙二醇海藻酸钠
、
羟丙基淀粉，聚乙烯吡咯烷酮，豆胶类
、
果胶，黄原胶等增稠剂的一种或几种，所述导电剂为乙炔黑，碳纳米管，导电石墨等导电剂的一种或几种，所述助剂为乙醇
、
丙醇
、
乙醚
、N
‑
甲基
‑
吡咯烷酮等助剂中的一种或几种，所述中和剂为氨水和氢氧化钠中的一种或二种
。
[0010]一种
GO@Li+
掺杂的水性胶的制备方法，包括以下步骤：
[0011]S1
：
GO@Li+
粉末的制备方法：
[0012]S11
：氧化石墨烯粉末的制备：
[0013]采用改良
Hummer
法制备
GO
水溶液，通过稀释配制成3‑
7mg/mL
的
GO
水溶液；
[0014]S12
：
GO@Na+
粉末的制备：
[0015]将
GO
与对苯乙烯磺酸钠按化学计量比
1:5
将
GO
水溶液与苯乙烯磺酸钠混合，加入引发剂偶氮二异相腈的量为反应物质量的
1.8
％，
45℃
恒温反应
12h
，离心分离；
[0016]S13
：
GO@Li+
的制备：
[0017]将
GO@Na+
与
LiOH
按化学计量比
1:15
分别加入到一定体积的
N
，
N
‑
二甲基甲酰胺溶剂中，
90℃
反应
15h
，加入过量四氢呋喃溶液，过滤，真空干燥；
[0018]S2
：
GO@Li+
掺杂的水性胶的制备方法：
[0019]S21
：按
GO@Li+
固体粉末和粘结剂聚合物的按质量比为
0.5:100
到
10:100
，将
GO@Li+
固体粉末加入到粘结剂聚合物的水溶液中
。35
‑
65℃
反应3‑
6h
获得粘稠溶液；
[0020]S22
：粘结剂分散液：将
S21
中一定质量的粘稠液溶解于去离子水中，在反应釜中充分搅拌均匀，制备成质量分数为
20
％
‑
50
％的粘结剂分散液，真空搁置6‑
12h
，待用；
[0021]S23
：增稠剂分散液：将一定质量的增稠剂分别溶解于去离子水中，在反应釜中充分搅拌均匀，制备成质量分数为
30
％
‑
60
％的增稠剂分散液，真空搁置6‑
12h
，待用；
[0022]S24
：导电剂分散液：将一定质量的增稠剂加入去离子水中，完全溶解后，加入一定质量的导电剂，采用行星式球磨机高速球磨分散
0.5
‑
4h
，获得导电剂分散液，其中导电剂含量2％
‑
30
％，增稠剂含量1％
‑
20
％
。
获得导电剂分散液，待用；
[0023]S25
：水性导电胶：向反应釜中加入去离子水
1000
份，加入增稠剂分散液
80
‑
150
份，搅拌
0.5
ꢀ‑
4h。
然后，加入粘结剂分散液
10
‑
50...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
GO@Li+
掺杂的水性胶，其特征在于，包括以下原料成分：粘结剂
、
增稠剂
、GO@Li+
粉末
、
导电剂
、
助剂和中和剂；所述粘结剂为聚丙烯酸类
、
聚酰亚胺类
、
聚乙烯醇
、
聚氨酯
、
聚酯
、
聚醚
、
聚丙烯腈类等水性粘结剂的一种或几种，所述增稠剂为羧甲基纤维素钠，丙二醇海藻酸钠
、
羟丙基淀粉，聚乙烯吡咯烷酮，豆胶类
、
果胶，黄原胶等增稠剂的一种或几种，所述导电剂为乙炔黑，碳纳米管，导电石墨等导电剂的一种或几种，所述助剂为乙醇
、
丙醇
、
乙醚
、N
‑
甲基
‑
吡咯烷酮等助剂中的一种或几种，所述中和剂为氨水和氢氧化钠中的一种或二种
。2.
一种
GO@Li+
掺杂的水性胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1
：
GO@Li+
粉末的制备方法：
S11
：氧化石墨烯粉末的制备：采用改良
Hummer
法制备
GO
水溶液，通过稀释配制成3‑
7mg/mL
的
GO
水溶液；
S12
：
GO@Na+
粉末的制备：将
GO
与对苯乙烯磺酸钠按化学计量比
1:5
将
GO
水溶液与苯乙烯磺酸钠混合，加入引发剂偶氮二异相腈的量为反应物质量的
1.8
％，
45℃
恒温反应
12h
，离心分离；
S13
：
GO@Li+
的制备：将
GO@Na+
与
LiOH
按化学计量比
1:15
分别加入到一定体积的
N
，
N
‑
二甲基甲酰胺溶剂中，
90℃
反应
15h
，加入过量四氢呋喃溶液，过滤，真空干燥；
S2
：
GO@Li+
掺杂的水性胶的制备方法：
S21
：按
GO@Li+
固体粉末和粘结剂聚合物的按质量比为
0.5:100
到
10:100
，将
GO@Li+
固体粉末加入到粘结剂聚合物的水溶液中
。35
‑
65℃
反应3‑
6h
获得粘稠溶液；
S22
：粘结剂分散液：将
S21
中一定质量的粘稠液溶解于去离子水中，在反应釜中充分搅拌均匀，制备成质量分数为
20
％
‑
50
％的粘结剂分散液，真空搁置6‑
12h
，待用；
S23
：增稠剂分散液：将一定质量的增稠剂分别溶解于去离子水中，在反应釜中充分搅拌均匀，制备成质量分数为
30
％
‑
60
％的增稠剂分散液，真空搁置6‑
12h
，待用；
S24
：导电剂分散液：将一定质量的增稠剂加入去离子水中，完全溶解后，加入一定质量的导电剂，采用行星式球磨机高速球磨分散
0.5
‑
4h
，获得导电剂分散液，其中导电剂含量2％
‑
30
％，增稠剂含量1％
‑
20

【专利技术属性】
技术研发人员：曾涛，周永华，
申请(专利权)人：湖南恒优能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：