一种复合导电剂浆料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种复合导电剂浆料及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
一种复合导电剂浆料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及锂离子电池材料
，具体涉及一种复合导电剂浆料及其制备方法
。

技术介绍

[0002]在锂离子电池的制备中，导电剂占据着极其重要的地位
。
虽然其在整体成分中的比例较小，但是却对电池的性能，如循环性能
、
容量发挥
、
倍率性能等产生了深远影响
。
导电剂的主要功能在于提升电子电导率
。
为了确保电极具有优良的充放电性能，制造极片时通常会加入一定量的导电剂
。
这样可以在活性物质之间，以及活性物质与集流体之间，实现微电流的收集，以减少电极的接触电阻，并加快电子的移动速度
。
此外，导电剂还可以改善极片的加工性，推进电解液对极片的渗透，同时也能有效地提高锂离子在电极材料中的迁移速度，减低极化，从而提高电极的充放电效率和锂电池的使用寿命
。
[0003]目前，锂离子电池的导电剂通常采用导电石墨
、
乙炔黑或碳纳米管等材料
。
其中，碳纳米管
(CNT)
是一种呈线型的一维碳质材料，具有更优越的导电性能和优秀的力学性质
。
由于在电极中添加的碳纳米管的量较少，所以对电极能量容量的降低程度也相对较小
。
[0004]然而，现有的碳纳米管导电剂仍存在一些不足之处：首先，现有的碳纳米管在合成过程中残留有金属催化剂
。
在电池高电位的充放电过程中，金属杂质容易氧化并在负极表面析出，这会导致电池内部微短路，自放电严重，甚至引发安全事故
。
其次，由于碳纳米管之间存在强烈的范德华力，使得其在活性物质中的均匀分散变得困难，容易发生团聚，从而阻碍了导电性能的发挥
。
最后，碳纳米管的性能单一，无法满足电池极片在高倍率充放电下的高导热散热需求
。
[0005]针对上述问题，本专利技术提供了一种复合导电剂浆料及其制备方法
。
这种新型的复合导电剂浆料具有导电性高
、
分散性好
、
散热性佳的优点，可以有效解决现有碳纳米管导电剂存在的问题，为锂离子电池的性能提升和使用寿命的延长提供新的可能
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种复合导电剂浆料及其制备方法；本专利技术制备的复合导电剂浆料具有导电性高
、
分散性好
、
散热性佳的优点
。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]一种复合导电剂浆料的制备方法，包括以下步骤：
[0009]1)
将硼酸钠和硅酸钠的混合溶液在
75
‑
85℃
下磁力搅拌，再加入碳酸氢钠，继续搅拌混合，得到复合溶液；
[0010]2)
将步骤
1)
的复合溶液进行冷却处理，然后将其置于高温炉中，在氮气或氩气气氛下，以
400
‑
500℃
热处理2‑
4h
，制得多孔硅酸硼钠复合导热材料；
[0011]3)
按照
10:(2
～
4):(3
～
6)
的质量比将单壁碳纳米管
、
多孔硅酸硼钠复合导热材料和石墨烯加入到含有聚乙烯醇的溶液中，搅拌混合后，再加入聚尿素改性
α
‑
氰基丙烯酸酯，
按照
(94
～
97):(3
～
6)
的质量比将混合物与甲醋酸甲酯混合，得到复合导电剂浆料的初级溶液；
[0012]4)
将步骤
3)
的初级溶液通过超声波处理设备以
200
‑
300W
的功率且
20
‑
40kHz
的振荡频率在
85
‑
90℃
水浴环境下进行
30
‑
60
分钟的超声处理，然后经真空除气处理得到复合导电剂浆料
。
[0013]优选的，步骤
1)
中，所述硼酸钠
、
所述硅酸钠和所述碳酸氢钠的质量比为
10:(5
～
8):2。
[0014]优选的，步骤
4)
中，所述真空除气处理为：将浆料置于真空室中，真空度控制在
‑
0.08
～
‑
0.15MPa
，保持时间为
10
‑
20
分钟
。
[0015]优选的，步骤
3)
中，搅拌混合后，还包括加入占溶液总质量2～4％的硫酸钠稳定剂
。
[0016]优选的，步骤
3)
中，搅拌混合后，还包括加入占溶液总质量1～5％的纳米二氧化硅
。
[0017]优选的，步骤
3)
中，搅拌混合后，还包括加入占溶液总质量1～5％的纳米氧化钛和单宁酸组合物，其中，纳米氧化钛和单宁酸的质量比为
(1
～
2):1。
[0018]优选的，步骤
3)
中，搅拌混合后，还包括加入占溶液总质量1～5％的碳纳米纤维或硼氮化物
。
[0019]优选的，步骤
3)
中，搅拌混合后，还包括加入占溶液总质量1～5％的聚维酮和硼酸组合物，其中，聚维酮和硼酸的质量比为
(1
～
2):1。
[0020]优选的，步骤
3)
中，搅拌混合后，还包括加入占溶液总质量1～5％的聚多巴胺和乙酸乙酯组合物，其中，聚多巴胺和乙酸乙酯的质量比为
(1
～
2):1。
[0021]优选的，步骤
3)
中，搅拌混合后，还包括加入占溶液总质量1～5％的硫醇基化合物，所述硫醇基化合物为巯基乙酸或甲硫醇
。
[0022]优选的，步骤
4)
中，超声处理过程中，还包括加入占溶液总质量1～5％的聚氧乙烯表面活性剂
。
[0023]优选的，步骤
4)
中，超声处理过程中，还包括采用鼓泡器向被处理的混合物中通入惰性气体
。
[0024]优选的，步骤
3)
中，所述聚乙烯醇和聚尿素改性
α
‑
氰基丙烯酸酯的质量比为
(1
～
2)
：
1。
[0025]优选的，所述聚尿素改性
α
‑
氰基丙烯酸酯的合成包括如下步骤：
[0026]1)
将聚尿素和甲基丙烯酸酯按质量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种复合导电剂浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)
将硼酸钠和硅酸钠的混合溶液在
75
‑
85℃
下磁力搅拌，再加入碳酸氢钠，继续搅拌混合，得到复合溶液；
2)
将步骤
1)
的复合溶液进行冷却处理，然后将其置于高温炉中，在氮气或氩气气氛下，以
400
‑
500℃
热处理2‑
4h
，制得多孔硅酸硼钠复合导热材料；
3)
按照
10:(2
～
4):(3
～
6)
的质量比将单壁碳纳米管
、
多孔硅酸硼钠复合导热材料和石墨烯加入到含有聚乙烯醇的溶液中，搅拌混合后，再加入聚尿素改性
α
‑
氰基丙烯酸酯，按照
(94
～
97):(3
～
6)
的质量比将混合物与甲醋酸甲酯混合，得到复合导电剂浆料的初级溶液；
4)
将步骤
3)
的初级溶液通过超声波处理设备以
200
‑
300W
的功率且
20
‑
40kHz
的振荡频率在
85
‑
90℃
水浴环境下进行
30
‑
60
分钟的超声处理，然后经真空除气处理得到复合导电剂浆料
。2.
根据权利要求1所述的复合导电剂浆料的制备方法，其特征在于，步骤
1)
中，所述硼酸钠
、
所述硅酸钠和所述碳酸氢钠的质量比为
10:(5
～
8):2。3.
根据权利要求1所述的复合导电剂浆料的制备方法，其特征在于，步骤
4)
中，所述真空除气处理为：将浆料置于真空室中，真空度控制在
‑
0.08
～
‑
0.15MPa
，保持时间为
10
‑
20
分钟
。4.
根据权利要求1～3任一项所述的复合导电剂浆料的制备方法，其特征在于，步...

【专利技术属性】
技术研发人员：何龙，唐明浩，李剑秋，
申请(专利权)人：广东嘉尚新能源材料有限公司，
类型：发明
国别省市：