[发明专利]一种石墨烯-纳米碳纤维导电剂的制作方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯‑纳米碳纤维导电剂的制作方法，包括以下步骤：1)将氧化石墨超声剥离成氧化石墨烯；2)向氧化石墨烯中加入处理后的纳米碳纤维，加入五氯化磷及还原剂搅拌后，得到混合液；处理后的纳米碳纤维的制作过程为：将纳米碳纤维加入到N‑甲基吡咯烷酮中，将溶液进行高速分散及超声波处理后，即可得到处理后的纳米碳纤维；3)将混合液进行过滤，得到滤饼，将滤饼进行超声处理，即可得到石墨烯‑纳米碳纤维导电剂。本发明的优点是由于加入处理后的纳米碳纤维，纳米碳纤维预先经过N‑甲基吡咯烷酮处理，使纳米碳纤维能够分散完全，使纳米碳纤维与氧化石墨烯的相容性较好，形成复合导电剂，能够提高导电剂的导电性能。

技术领域

本发明涉及电化学材料领域，特别是涉及一种石墨烯-纳米碳纤维导电剂的制作方法。

背景技术

目前，随着电动汽车的发展，作为动力能源的锂离子电池也得到了广泛重视。在锂离子电池生产过程中，需要加入导电剂。导电剂是为了保证电极具有良好的充放电性能，在制作电极时通常加入一定量的导电剂，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。但是，目前常用的几种导电剂，普遍存在锂离子电池的导电性能差的技术问题。

发明内容

发明目的：针对上述问题，本发明的目的是提供一种石墨烯-纳米碳纤维导电剂的制作方法，以解决锂离子电池的导电性能差的技术问题。

技术方案：

一种石墨烯-纳米碳纤维导电剂的制作方法，包括以下步骤：

1)用氧化剂将石墨氧化成氧化石墨，将氧化石墨超声剥离成氧化石墨烯；

2)向氧化石墨烯中加入处理后的纳米碳纤维，加入五氯化磷及还原剂，在95～100℃恒温条件下搅拌2～3h，得到混合液；

3)将混合液进行过滤，得到滤饼，将滤饼进行超声处理5～20min，即可得到石墨烯-纳米碳纤维导电剂；

其中，步骤2)中，处理后的纳米碳纤维的制作过程为：将纳米碳纤维加入到N-甲基吡咯烷酮中，形成溶液，后将溶液进行高速分散及超声波处理后，即可得到处理后的纳米碳纤维。由于在氧化石墨烯在还原过程中加入处理后的纳米碳纤维，纳米碳纤维预先经过N-甲基吡咯烷酮处理，可以使纳米碳纤维在N-甲基吡咯烷酮中形成溶液，使纳米碳纤维能够分散完全，后加入到氧化石墨烯中，使纳米碳纤维与氧化石墨烯的相容性较好，形成复合导电剂，能够提高导电剂的导电性能，同时减少导电剂加入到锂离子电池中的添加量。

在其中一个实施例中，步骤3)中，混合液保持在60～65℃温度下进行恒温过滤，在滤饼中加入60～65℃恒温状态的N-甲基吡咯烷酮，混合均匀，后将加有N-甲基吡咯烷酮的滤饼进行超声处理5～20min。

在其中一个实施例中，步骤2)中，氧化石墨烯与纳米碳纤维的质量比为1：2～1：19。

在其中一个实施例中，步骤2)中，N-甲基吡咯烷酮与纳米碳纤维的质量比为3:1～5：1。

在其中一个实施例中，所述纳米碳纤维的粒度为50～100nm。

在其中一个实施例中，步骤2)中，高速分散过程中的搅拌速率为3000～3500

rpm/min；高速分散时间为15～30min；超声波处理为采用频率为25～120KHz的超声波处理15～30min。

在其中一个实施例中，步骤1)中，氧化剂为浓硫酸、发烟硝酸、高锰酸钾及双氧水，氧化石墨的制备过程为：石墨搅拌分散在浓硫酸中，搅拌20～30min后加入发烟硝酸，控制水浴温度为20～25℃，后缓慢加入高锰酸钾，持续搅拌148～150h后加入水，升温至92～95℃后加入双氧水，搅拌0.5～1h，后用陶瓷膜清洗，水洗后调节pH至6.5～7.5，得到氧化石墨。