[发明专利]一种高效、高分散石墨烯导电浆料的制备方法

说明书

本发明涉及一种高效、高分散石墨烯导电浆料的制备方法，由物料混合‑‑‑高速高压研磨‑‑‑超声乳化三个步骤构成，具体步骤如下：（1）将原料石墨，溶剂和分散剂按配方比例加入配料釜，一定温度下搅拌均匀，制得石墨混合液；（2）将上述石墨混合液输送至高速研磨机组，高速研磨后物料进入中间罐，再输送到高压研磨机中处理；（3）将高压研磨后的物料通过泵输送至超声波器组，超声剥离后的物料进入乳化装置进行乳化处理，使石墨烯分布更加均匀，乳化后即得到石墨烯导电浆料成品，输送至成品罐储存。本发明的优点在于：本发明得到的石墨烯具有较高的质量，导电浆料具有较高的分散性，充分发挥其优异的导电性能；且具有寿命长、重量低等优点。

技术领域

本发明属于导电剂技术领域，特别涉及一种高效、高分散石墨烯导电浆料的制备方法。

背景技术

目前，制备石墨烯的方法主要有物理法和化学法。物理法主要是通过材料间的物理作用制备出具有本征特性的石墨烯，该方法制备的石墨烯具有较为完整是化学结构，材料性能不会被破坏，但制得的石墨烯质量不稳定，包括机械剥离法、电弧放电法、超声法等。化学法主要是通过化学反应制备石墨烯，该法制备的石墨烯质量较为稳定，但化学反应过程中石墨烯的本征结构可能会被破坏，造成石墨烯的性能降低。如采用氧化还原法制备石墨烯材料过程中，含氧基团破坏了石墨烯中的sp²杂化轨道，形成了sp³杂化轨道，大大的降低了石墨烯的导电性能。化学方法主要有有机合成法、化学气相沉积法、氧化还原法等。通过长时间的研究，制备石墨烯的方法越来越多，而且技术也日趋完善，实现了规模化生产，但关于石墨烯在导电浆料中的应用却鲜有报道。

导电剂是为了保证电极具有良好的充放电性能，在极片制作时通常加入一定量的导电物质，在活性物质之间、活性物质与集流体之间起到收集微电流的作用，以减小电极的接触电阻加速电子的移动速率，同时也能有效地提高锂离子在电极材料中的迁移速率，从而提高电极的充放电效率。

因此，导电剂在锂离子电池中越来越得到了广泛的应用。目前用于锂离子电池的导电剂主要包括炭黑、石墨、碳纳米管、碳纳米纤维和石墨烯等。这些导电剂常规的用法是直接添加到正负极材料中进行分散，在实际应用过程中发现，该直接添加的方法存在导电剂分散不均的问题，从而严重影响了锂离子电池的导电性能以及电池的充放电效率。例如，石墨烯在直接添加至正负极材料后，虽然石墨烯是面接触导电剂，导电性能佳，但是其对分散要求过高，而导致其在电极中分散不均，从而严重影响了锂离子电池的充放电效率等性能。

为了克服该导电剂分散均匀或难于分散等问题，专利201410828734.9提出了使用无机分散剂对石墨烯表面进行吸附处理，以改善石墨烯在导电浆料中的容易发生团聚的问题，虽然使用无机分散剂对石墨烯进行处理可以减少石墨烯之间的团聚，但是依然无法解决其均匀性和稳定性问题。

因此如何研发一种高质量的石墨烯和石墨烯均匀分散且分散体系稳定的导电浆料是本发明探讨的重点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高质量的石墨烯和石墨烯均匀分散且分散体系稳定的高效、高分散石墨烯导电浆料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种高效、高分散石墨烯导电浆料的制备方法，其创新点在于：由物料混合---高速高压研磨---超声乳化三个步骤构成，具体步骤如下：

步骤一：物料混合：将原料石墨，溶剂和分散剂按配方比例加入配料釜，在20-50℃下搅拌1-3h，制得石墨混合液，其中，所述石墨混合液的石墨质量浓度为0.1～8%，分散剂质量浓度为0.01～0.5%，其余部分为溶剂；

步骤二：高速高压研磨：将上述石墨混合液以0.5～5T/h的流量输送至高速研磨机组，高速研磨后物料进入中间罐，再输送到高压研磨机中处理；