一种石墨烯复合材料导电浆料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种石墨烯复合材料导电浆料及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：将分散剂溶解于溶剂中，得到第一混合液，将第一混合液等分为

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯复合材料导电浆料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电池材料领域，尤其涉及一种石墨烯复合材料导电浆料及其制备方法
。

技术介绍

[0002]现有石墨烯导电浆料一般由包含石墨烯的导电碳材料
、
分散剂和溶剂组成，其中，导电碳材料可以提供电极所需的电子导电网络，锂离子电池极片中除电子导电外，还需要通过液态电解液提供离子导电，但是由于电解液渗透不充分
、
电解液消耗等原因，导致离子导电性能不佳
、
耐久性差
。
[0003]固态电解质是快离子导体，具有良好的锂离子导电性，较低的电子导电性，将固态电解质和导电碳材料同时应用于电池，可以使得石墨烯导电浆料同时具有电子导电性和锂离子导电性
。
然而，由于包含石墨烯的导电碳材料比重小，在水或有机溶剂中容易出现漂浮情况，固态电解质粉体比重大，在浆料中会出现颗粒沉降现象，从而导致浆料体系分布不均，严重影响电池的使用
。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种石墨烯复合材料导电浆料的制备方法，该制备方法可以获得一种分散均匀且稳定的石墨烯复合材料导电浆料
。
[0005]本专利技术还提供一种由上述制备方法制得的石墨烯复合材料导电浆料，该导电浆料用于电池，可以进一步提升电池的电化学性能
。
[0006]第一方面，本专利技术提供一种石墨烯复合材料导电浆料的制备方法，包括以下步骤：1）将分散剂溶解于溶剂中，得到第一混合液，将所述第一混合液等分为
A、B、C
三份；2）氧化物固态电解质分散在
A
份第一混合液中，进行研磨处理至所述氧化物固态电解质的粒径
≤100nm
，得到粘度为
100
‑
1000mPa
•
s
的第二混合液；3）石墨烯片分散在
B
份第一混合液中，进行分散处理，得到粘度为
100000
‑
300000mPa
•
s
的第三混合液；4）碳纳米管分散在
C
份第一混合液中，进行分散处理，得到粘度为
100000
‑
300000mPa
•
s
的第四混合液；其中，所述碳纳米管由质量比为6‑8：2‑3的多壁碳纳米管和单壁碳纳米管组成；5）将包含所述第二混合液
、
第三混合液和第四混合液的混合体系通过双螺杆挤出设备，进行混合处理，获得粘度为
5000
‑
50000mPa
•
s
的石墨烯复合材料导电浆料；其中，所述石墨烯复合材料导电浆料中，石墨烯片
、
氧化物固态电解质
、
碳纳米管和分散剂质量比为1：
0.01
‑
0.1
：1‑
10
：
0.1
‑1；步骤5）中，所述双螺杆挤出设备的工作参数为：转速为
400
‑
800rpm
，温度＜
55℃。
[0007]作为优选地，所述氧化物固态电解质的粒径为
20
‑
70nm。
[0008]作为优选地，所述多壁碳纳米管的径向长度为5‑
15
μ
m
，所述单壁碳纳米管的径向长度为1‑8μ
m。
[0009]作为优选地，所述石墨烯片的片层数
≤10
，粒径为1‑
15
μ
m。
[0010]作为优选地，所述分散剂包括硅烷偶联剂
、
聚乙烯吡咯烷酮
、
聚乙二醇
、
脂肪醇聚氧乙烯醚
、
聚氧乙烯聚氧丙烯中的一种或多种
。
[0011]作为优选地，所述氧化物固态电解质包括锂镧锆氧
、
锂镧钛氧
、
磷酸钛铝锂
、
磷酸锗铝锂中的一种或多种
。
[0012]作为优选地，所述石墨烯复合材料导电浆料的浆料细度＜
20
µ
m。
[0013]作为优选地，所述溶剂为水
、
乙醇
、N
‑
甲基吡咯烷酮中的一种或多种
。
[0014]作为优选地，所述石墨烯复合材料导电浆料的固含量为
3wt%
‑
10wt%。
[0015]第二方面，本专利技术提供一种由上述的制备方法制得的石墨烯复合材料导电浆料的制备方法
。
[0016]本专利技术提供的制备方法，先利用分散剂的分散性分别保证导电碳材料和氧化物固态电解质的均匀分散，其次巧妙利用石墨烯和碳纳米管的结构
、
比例，配合双螺杆挤出混合处理将其组合形成具有一定稳定性的碳纳米材料三维导电网络结构，该结构可以充当氧化物固态电解质的空间位阻稳定骨架，从而防止固态电解质颗粒聚沉，同时，氧化物固态电解质又可以作为碳纳米材料三维导电网络结构的离子导电活性位点；因此，由本专利技术提供的制备方法制得的石墨烯复合材料导电浆料具有分散性好
、
稳定性优异的特点，能够进一步改善电池产品的电性能
。
附图说明
[0017]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，出示了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理
。
[0018]图1为本专利技术提供的石墨烯复合材料导电浆料的制备方法的工艺流程示意图
。
具体实施方式
[0019]为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的方案，下面对本专利技术作进一步地详细说明
。
以下所列举具体实施方式只是对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例仅用于解释本专利技术，并非限定本专利技术的范围
。
基于本专利技术实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围
。
[0020]第一方面，本专利技术提供一种石墨烯复合材料导电浆料的制备方法，结合图1详细说明该制备方法，包括以下步骤：1）将分散剂溶解于溶剂中，得到第一混合液，将所述第一混合液等分为
A、B、C
三份；2）氧化物固态电解质分散在
A
份第一混合液中，进行研磨处理至所述氧化物固态电解质的粒径
≤100nm
，得到粘度为
100
‑
1000mPa
•
s
的第二混合液；3）石墨烯片分散在
B
份第一混合液中，进行分散处理，得到粘度为
100000
‑
300000mPa
•
s
的第三混合液；4）碳纳米管分散在
C
份第一混合液中，进行分散处理，得到粘度为
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种石墨烯复合材料导电浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）将分散剂溶解于溶剂中，得到第一混合液，将所述第一混合液等分为
A、B、C
三份；2）氧化物固态电解质分散在
A
份第一混合液中，进行研磨处理至所述氧化物固态电解质的粒径
≤100nm
，得到粘度为
100
‑
1000mPa
•
s
的第二混合液；3）石墨烯片分散在
B
份第一混合液中，进行分散处理，得到粘度为
100000
‑
300000mPa
•
s
的第三混合液；4）碳纳米管分散在
C
份第一混合液中，进行分散处理，得到粘度为
100000
‑
300000mPa
•
s
的第四混合液；其中，所述碳纳米管由质量比为6‑8：2‑3的多壁碳纳米管和单壁碳纳米管组成；5）将包含所述第二混合液
、
第三混合液和第四混合液的混合体系通过双螺杆挤出设备，进行混合处理，获得粘度为
5000
‑
50000mPa
•
s
的石墨烯复合材料导电浆料；其中，所述石墨烯复合材料导电浆料中，石墨烯片
、
氧化物固态电解质
、
碳纳米管和分散剂质量比为1：
0.01
‑
0.1
：1‑
10
：
0.1
‑1；步骤5）中，所述双螺杆挤出设备的工作参数为：转速为
400
‑
800rpm
，温度＜<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李源林，龚本利，
申请(专利权)人：琥崧科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：