[发明专利]基于石墨烯的导电浆料

说明书

本发明涉及一种基于石墨烯的导电浆料，以其总重为基准，包括以下份数的组分：功能化碳纳米管1.0‑2.0％；碳纳米颗粒2.0‑4.0％；石墨烯微片0.5‑4.0％；分散剂0.5‑2.0％；余量为N‑甲基吡咯烷酮；其中，功能化碳纳米管的表面修饰有脂肪胺，碳纳米管的长度为10‑20μm，直径为50‑80nm；碳纳米颗粒呈准球形，其粒径为50‑100nm。本发明的导电浆料粘度低，流动性好，导电性能好，碳纳米管分散均匀。

技术领域

本发明涉及导电浆料，尤其涉及一种基于石墨烯的导电浆料。

背景技术

现有碳纳米管导电浆料通常碳纳米管制备，其分散性有待提高，且目前制备的基于碳纳米管的导电浆料粘度越大，流动性越差，导致后续生产加工过程中遇到较多问题。如何提高导电浆料的流动性和分散性且不影响其导电性，以充分发挥碳纳米管优势是本领域中的重点研究方向。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种基于石墨烯的导电浆料，该导电浆料粘度低，流动性好，导电性能好，碳纳米管分散均匀。

本发明的一种基于石墨烯的导电浆料，以其总重为基准，包括以下份数的组分：功能化碳纳米管1.0-2.0％；碳纳米颗粒2.0-4.0％；石墨烯微片0.5-4.0％；分散剂0.5-2.0％；余量为N-甲基吡咯烷酮；其中，

功能化碳纳米管的表面修饰有脂肪胺，碳纳米管的长度为10-20μm，直径为50-80nm；碳纳米颗粒呈准球形，其粒径为50-100nm。

进一步地，脂肪胺中含有1-8个碳原子。

进一步地，脂肪胺中含有2-6个碳原子，脂肪胺为乙胺、丙胺、异丙基胺、丁胺、叔丁基胺和正己胺中的一种或几种。

进一步地，功能化碳纳米管的制备方法包括以下步骤：

(1)将碳纳米管在无机酸中于70-100℃下反应，反应完全后得到羧基化碳纳米管；

(2)将羧基化碳纳米管和脂肪胺在有机溶剂中混匀，并在20-80℃下反应，反应完全后得到功能化碳纳米管。

进一步地，在步骤(1)中，碳纳米管为多壁碳纳米管；无机酸为硫酸、硝酸和盐酸中的一种或几种。

进一步地，分散剂包括水性聚合物。

进一步地，分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇和聚乙二醇中的一种或几种。

进一步地，导电浆料中还包括粘结剂1-3％。

进一步地，粘结剂为聚偏氟乙烯。

进一步地，导电浆料的制备方法包括以下步骤：

(S1)将功能化碳纳米管、碳纳米颗粒、石墨烯微片、分散剂和N-甲基吡咯烷酮混合均匀，得到预混料；

(S2)将预混料在研磨机中研磨30-60分钟，得到基于石墨烯的导电浆料。

进一步地，在步骤(S2)之前，HIA包括将粘结剂加入预混料中混合均匀的步骤。

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：

本发明中同时采用两种尺寸的碳纳米粒子(功能化碳纳米管和碳纳米颗粒)，既利用了功能化碳纳米管的高导电性优势，又利用了碳纳米颗粒的高分散性优势，不仅降低了碳纳米管导电浆料的粘度，改善碳纳米管导电浆料的流动性，而且提高了导电浆料的导电性能。

本发明的石墨烯微片呈片状，其与碳纳米管存在结构差异且性能互补，利用石墨稀的二维层状结构和碳纳米颗粒填补导电浆料中碳纳米管中的空隙，提高导电性。

本发明中的功能化碳纳米管表面修饰有脂肪胺，脂肪胺有助于功能化碳纳米管均匀分散于N-甲基吡咯烷酮中，改善碳纳米管的分散性。