System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种石墨烯导电浆料的制备方法及应用技术_技高网

一种石墨烯导电浆料的制备方法及应用技术

技术编号:40961176 阅读:3 留言:0更新日期:2024-04-18 20:39
本发明专利技术提供一种石墨烯导电浆料的制备方法及应用,制备方法至少包括:将氧化石墨烯进行干燥处理,得到氧化石墨烯颗粒,所述干燥处理包括梯度冷冻干燥处理;对所述氧化石墨烯颗粒进行热还原,得到石墨烯粉体;以及将所述石墨烯粉体加入溶剂中,得到石墨烯导电浆料。本发明专利技术提供的石墨烯导电浆料的制备方法及应用,能够得到平均层数少的石墨烯粉体,将石墨烯导电浆料应用在锂离子电池中能使石墨烯导电剂在极片中分散均匀,从而提升电池性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及二次电池,特别是涉及一种石墨烯导电浆料的制备方法及应用


技术介绍

1、以锂离子电池为主的二次电池作为重要的储能器件,被广泛应作医疗设备、娱乐设备、计算机、通讯设备、电动汽车和航天飞行器等器件的动力电源。由于电池正极材料的电导率较低,导电剂作为电池中的关键材料,被添加到电池正极材料颗粒之间,以构建电子导电网络,为电子传输提供快速通道,确保电池中活性物质容量的充分发挥,从而提升电池性能。

2、石墨烯具有高电导率、二维、超薄和柔性等特点,因此被广泛用作电池的导电剂。随着二次电池的发展,市场对于电池的能量密度、倍率性能、循环性能等指标的要求越来越高,因此电池需要不断优化改进以满足市场需求。作为优化改进方向中的一种,电池中需要使用平均层数少和单层度高的石墨烯导电剂,来提升电池正极主材负载和极片压实密度,进而提升电池的能量密度。然而,通过目前的制备方法而获得的石墨烯导电浆料中,大量的石墨烯粉体的层数的平均值,即石墨烯粉体的平均层数比较多,约为5-10层,并不能对电池中主材负载和极片压实密度有显著提升,阻碍电池性能的提升。


技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点,本专利技术的目的在于提供一种石墨烯导电浆料的制备方法及应用,能够得到平均层数少的石墨烯粉体,将石墨烯导电浆料应用在锂离子电池中能使石墨烯导电剂在极片中分散均匀,有助于正极主材负载量和极片压实密度的提高,从而提升电池性能。

2、为解决上述技术问题,本专利技术是通过以下技术方案实现的。

<p>3、本专利技术提供一种石墨烯导电浆料的制备方法,至少包括以下步骤:

4、将氧化石墨烯进行干燥处理,得到氧化石墨烯颗粒,所述干燥处理包括梯度冷冻干燥处理;

5、对所述氧化石墨烯颗粒进行热还原,得到石墨烯粉体;以及

6、将所述石墨烯粉体加入溶剂中,分散得到石墨烯导电浆料。

7、在本专利技术一实施例中,所述梯度冷冻干燥处理的步骤,至少包括:

8、将所述氧化石墨烯降温至第一干燥温度,冷冻第一时间;

9、将冷冻后的所述氧化石墨烯抽真空至预设真空度,并升温至第二干燥温度,保温第二时间;以及

10、将所述氧化石墨烯由所述第二干燥温度再升温至第三干燥温度,保温第三时间。

11、在本专利技术一实施例中,所述第一干燥温度为-25~-35℃,所述第一时间为2~3h,所述预设真空度为5~10pa。

12、在本专利技术一实施例中,所述第二干燥温度为-3~-7℃,所述第二时间为24~30h。

13、在本专利技术一实施例中,所述第三干燥温度为25~35℃,所述第三时间为5~10h。

14、在本专利技术一实施例中,经过热还原处理得到的所述石墨烯粉体的平均层数为3层,比表面积为850~954m2/g。

15、在本专利技术一实施例中,干燥氧化石墨烯之前,还包括对石墨进行氧化处理。

16、在本专利技术一实施例中,所述氧化处理的步骤,至少包括:

17、将所述石墨和氧化剂按照预设质量比混合,并加热至反应温度,反应预设时间,得到混合物;以及

18、洗涤并分离所述混合物,得到所述氧化石墨烯。

19、在本专利技术一实施例中,经过氧化处理得到的所述氧化石墨烯的含氧量为40~45%。

20、一种电池,包括上述制备方法获得的石墨烯导电浆料。

21、综上所述,本专利技术提供了一种石墨烯导电浆料的制备方法及应用,以梯度冷冻干燥代替热干燥,避免氧化石墨烯干燥过程水分蒸发过程中的强毛细力导致的片层回叠现象,从而在氧化石墨烯热还原过程后能够得到平均层数少、单层度高和比表面积大的石墨烯粉体,提高石墨烯在石墨烯导电浆料中的分散性,进而解决石墨烯导电剂在电池极片中分散不良的问题,最终提升电池正极主材负载和正极极片的压实密度,提高电池的能量密度。

22、当然,实施本专利技术的任一方式并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

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【技术保护点】

1.一种石墨烯导电浆料的制备方法,其特征在于,至少包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的石墨烯导电浆料的制备方法,其特征在于,所述梯度冷冻干燥处理的步骤,至少包括:

3.根据权利要求2所述的石墨烯导电浆料的制备方法,其特征在于,所述第一干燥温度为-25~-35℃,所述第一时间为2~3h,所述预设真空度为5~10Pa。

4.根据权利要求2所述的石墨烯导电浆料的制备方法,其特征在于,所述第二干燥温度为-3~-7℃,所述第二时间为24~30h。

5.根据权利要求2所述的石墨烯导电浆料的制备方法,其特征在于,所述第三干燥温度为25~35℃,所述第三时间为5~10h。

6.根据权利要求1所述的石墨烯导电浆料的制备方法,其特征在于,经过热还原处理得到的所述石墨烯粉体的平均层数为3层,比表面积为850~954m2/g。

7.根据权利要求1所述的石墨烯导电浆料的制备方法,其特征在于,干燥氧化石墨烯之前,还包括对石墨进行氧化处理。

8.根据权利要求7所述的石墨烯导电浆料的制备方法,其特征在于,所述氧化处理的步骤,至少包括:

9.根据权利要求7所述的石墨烯导电浆料的制备方法,其特征在于,经过氧化处理得到的所述氧化石墨烯的含氧量为40~45%。

10.一种电池,其特征在于,包括权利要求1-9任一项所述的制备方法获得的石墨烯导电浆料。

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【技术特征摘要】

1.一种石墨烯导电浆料的制备方法,其特征在于,至少包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的石墨烯导电浆料的制备方法,其特征在于,所述梯度冷冻干燥处理的步骤,至少包括:

3.根据权利要求2所述的石墨烯导电浆料的制备方法,其特征在于,所述第一干燥温度为-25~-35℃,所述第一时间为2~3h,所述预设真空度为5~10pa。

4.根据权利要求2所述的石墨烯导电浆料的制备方法,其特征在于,所述第二干燥温度为-3~-7℃,所述第二时间为24~30h。

5.根据权利要求2所述的石墨烯导电浆料的制备方法,其特征在于,所述第三干燥温度为25~35℃,所述第三时间为5~10h。

【专利技术属性】
技术研发人员:方钢杜昌朝杜鹏潘福中牛亚琪
申请(专利权)人:浙江极氪智能科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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