【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池材料，具体涉及一种高电压锂离子电池导电浆料制备方法及其应用。
技术介绍
1、高电压型锂离子电池(>4.3v)因比传统型锂离子电池具有更高的能量密度，已成为当前技术研发的重要方向。但是高电压型锂离子电池在使用过程中易存在产气膨胀和高温循环性能较差的问题，制约其在终端产品的广泛应用。高电压型锂离子电池使用的正极材料类型丰富，如高压钴酸锂、高压三元以及镍锰、富锂锰基等，这些过渡金属盐氧化物正极具有较高的充电上限电压，一般可达到4.3-4.5v，从而可以显著提高当前锂离子电池的能量密度。但是，过渡金属盐氧化物正极也普遍存在电子导电性不理想的问题，在实际使用过程中需要添加导电剂来构建电子传输导电网络，以达到良好的倍率放电和循环性能。近年来，cnt或石墨烯类型的导电浆料，凭借自身优异的电子导电性和化学稳定性，可以大幅降低传统碳黑类导电剂用量，在市场上占比也越来越高。
2、cnt或石墨烯导电剂因具有较高的比表面积和纳米化尺寸团聚效应，因此在分散过程中需要加入少量的分散剂来解决其快速分散的问题，继而来提高浆料的分散和稳定性。聚乙烯吡咯烷酮(pvp)和聚偏二氟乙烯(pvdf)高分子分散剂，是目前导电浆料厂商主流使用的分散剂。pvp分散剂因具有环状的立体结构和线性的烷烃直链结构，而使得cnt或石墨烯在有机n-甲基吡咯烷酮(nmp)溶剂中的润湿和分散性都具有良好的效果；但因其自身结构的humo能级较高，在>4.3v时会发生氧化分解并生成大量气体，从而影响到电池的厚度膨胀问题。而pvdf分散剂因含有氟原子
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的高电压型锂离子电池厚度膨胀和高温循环稳定性的问题，选用一种新型的表面活性分散剂和高结晶度、高纯且比表面积适中的导电碳材料进行有效结合，共同改善高电压型锂离子电池的厚度膨胀和高温循环稳定性。
2、本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案实现的：
3、本专利技术的一个目的在于提供一种高电压锂离子电池导电浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4、1)分散剂溶液的制备
5、向有机溶剂中加入高分子量表面活性剂和低分子量表面活性剂，搅拌使其溶解获得分散剂溶液，所述高分子量表面活性剂的分子量为5～10万；
6、2)复合导电碳材料的制备
7、向步骤1)得到的分散剂溶液中加入导电碳材料，搅拌使其充分润湿、分散，得到复合导电碳材料；所述导电碳材料为cnt和/或石墨烯碳材料，所述cnt或石墨烯粉体的id/ig峰比值≤1.1，c含量≥99％；
8、3)得到分散高电压导电浆料
9、将步骤2)得到的复合导电碳材料进行砂磨、高压均质分散后得到高电压导电浆料。
10、进一步的，高分子量表面活性剂与低分子量表面活性剂的质量比为5～20:2～10。
11、进一步的，所述高分子量表面活性剂为立体的苯环与线性支链烷烃结合的结构。选用立体的苯环与线性支链烷烃结合的结构的高分子量表面活性剂，立体的苯环结构有利于导电碳材料的润湿作用，线性支链烷烃结构则有利于导电碳材料的分散。通过对高分子量表面活性剂分子量的调整，提高分散剂的分散性，避免了过高的分子量使得吸附的导电碳材料数量过多引发的导电炭材料本身团聚、浆料粘度高，过低的分子量使得空间位阻效应不明显、分散性差。
12、进一步的，所述高分子量表面活性剂选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(sbs)或聚苯乙烯。
13、进一步的，所述低分子量表面活性剂选自乙醇胺、哌嗪、三乙烯二胺中的任意一种。低分子量表面活性剂具有极好的分散性，降低了导电碳材料对溶剂的吸附量，从而改善浆料的流动性和粘度。
14、进一步的，所述导电碳材料的添加量为导电浆料质量的2～5％。
15、进一步的，所述cnt或石墨烯粉体的金属杂质含量≤200ppm，比表面积在150-350m2/g。
16、进一步的，当加入导电碳材料为cnt和石墨烯粉体时，所述cnt与石墨烯粉体的质量比为3～8:2～7。
17、进一步的，所述有机溶剂为n-甲基吡咯烷酮(nmp)。
18、进一步的，加入nmp的量为分散剂溶液总质量的97～99.3％。
19、进一步的，步骤1)中机械搅拌速度为800-1500rpm，搅拌时间在2-4h搅拌时温度为35-50℃。
20、进一步的，步骤2)中搅拌速度为1500-3000rpm，搅拌时间在2-6h。
21、进一步的，步骤3)中砂磨设备为棒销式或涡轮式砂磨装置，砂磨介质为氧化锆。
22、进一步的，步骤3)中砂磨时转速为1000-2000rpm，砂磨时间≥2h，出货浆料粒径d50≤3um。
23、进一步的，所述高压均质压力为800-1200bar，均质次数≥5次，出货浆料粒径d50≤1um。
24、本专利技术的另一个目的在于提供一种高电压锂离子电池导电浆料在高电压锂离子电池中的应用。
25、与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果在于：
26、本专利技术形成了一种高电压锂离子电池导电浆料，通过选用一种新型的表面活性分散剂和高结晶度、高纯且比表面积适中的导电碳材料进行有效结合，共同改善高电压型锂离子电池的厚度膨胀和高温循环稳定性。通过选用高分子量表面活性剂代替传统的pvp、pvdf分散剂，humo能级较低，与低分子量的表面活性剂相配合，通过调整两种表面活性剂的比例，使得浆料氧化分解电压达到4.5v以上，减少电池产气，最终改善电池的厚度膨胀；并改善了浆料的流动性和粘度，从而使制备的高电压导电浆料更好满足电池生产厂家自动化生产要求。
27、本专利技术选用高纯、高结晶且比表面积大小适中的cnt或石墨烯粉体，使其更为贴合高电压锂离子电池的应用场景，进一步改善电池的产气及循环稳定性。
28、本专利技术通过控制浆料的粒径大小，使得浆料的分散性能、长时间储存性能、浆料生产和运输成本都得到合理的改善。
29、上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。
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1.一种高电压锂离子电池导电浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述一种高电压锂离子电池导电浆料的制备方法，其特征在于：高分子量表面活性剂与低分子量表面活性剂的质量比为5～20:2～10。
3.如权利要求1或2所述一种高电压锂离子电池导电浆料的制备方法，其特征在于：所述高分子量表面活性剂为立体的苯环与线性支链烷烃结合的结构。
4.如权利要求3所述一种高电压锂离子电池导电浆料的制备方法，其特征在于：所述高分子量表面活性剂选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)或聚苯乙烯。
5.如权利要求1或2所述一种高电压锂离子电池导电浆料的制备方法，其特征在于：所述低分子量表面活性剂选自乙醇胺、哌嗪、三乙烯二胺中的任意一种。
6.如权利要求1所述一种高电压锂离子电池导电浆料的制备方法，其特征在于：所述导电碳材料的添加量为导电浆料质量的2～5％。
7.如权利要求1所述一种高电压锂离子电池导电浆料的制备方法，其特征在于：所述CNT或石墨烯粉体的金属杂质含量≤200ppm，比表面积在150-350m2
8.如权利要求1所述一种高电压锂离子电池导电浆料的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮。
9.如权利要求8所述一种高电压锂离子电池导电浆料的制备方法，其特征在于：加入N-甲基吡咯烷酮的量为分散剂溶液总质量的97～99.3％。
10.一种根据权利要求1-9中任一项所述高电压锂离子电池导电浆料在高电压锂离子电池中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种高电压锂离子电池导电浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述一种高电压锂离子电池导电浆料的制备方法，其特征在于：高分子量表面活性剂与低分子量表面活性剂的质量比为5～20:2～10。
3.如权利要求1或2所述一种高电压锂离子电池导电浆料的制备方法，其特征在于：所述高分子量表面活性剂为立体的苯环与线性支链烷烃结合的结构。
4.如权利要求3所述一种高电压锂离子电池导电浆料的制备方法，其特征在于：所述高分子量表面活性剂选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(sbs)或聚苯乙烯。
5.如权利要求1或2所述一种高电压锂离子电池导电浆料的制备方法，其特征在于：所述低分子量表面活性剂选自乙醇胺、哌嗪、三乙烯二胺中的任...
【专利技术属性】
技术研发人员：汤小辉，丁显波，吕启威，冉亚林，刘秀棉，丁龙奇，
申请(专利权)人：重庆中润新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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