[发明专利]一种复合导电浆料及其制备方法和应用

说明书

一种复合导电浆料及其制备方法和应用，属于导电浆料领域。复合导电浆料包含导电材料、助剂以及溶剂，所述导电材料包括三维石墨烯颗粒和复配导电剂，其中，三维石墨烯颗粒通过以碳类材料粉末作为基底垂直生长石墨烯的方法制备得到，粒径为100‑300nm，边缘石墨烯厚度为1‑3原子层；复配导电剂包括导电炭黑、碳纳米管和碳纳米纤维中的任意一种或多种。该复合导电浆料改善了极片电阻率和提高放电比容量；同时，该复合导电浆料中导电材料不易团聚，稳定性好。本申请的另一个目的在于提供一种复合导电浆料的制备方法，以克服单一分散工艺导致的浆料分散效果不佳，粒径分布不均一，颗粒存在团聚现象。

技术领域

本申请涉及导电浆料领域，具体而言，涉及一种复合导电浆料及其制备方法和应用。

背景技术

导电浆料在锂离子电池、超级电容器、锂硫电池等广泛领域具有必不可少的应用价值。锂离子电池正极材料是电池的关键材料之一，一般的，正极活性材料采用过渡金属嵌锂氧化物，如钴锂氧化物、亚铁锂氧化物、锂镍氧化物、锰锂氧化物和三元材料等。大部分正极活性材料存在导电性差、电子电导率低、Li+离子扩散速率低等问题，会出现如内阻较大、倍率循环性能差、比容量低、安全等问题。因此，需要选取合适的导电剂和活性物质以实现两者之间有效的接触，改善正极活性材料的电子电导率和Li+扩散速率。

对于本领域而言，常用的导电剂有导电石墨、导电碳黑、碳纳米管、碳纳米纤维、石墨烯等。由于碳纳米管、石墨烯这类常用的导电剂具有较大的长径比和比表面积，制备浆料时会遇到分散困难，粘度高等问题，且浆料粘度高限制其固含量，增加了生产与运输的成本。

发明内容

本申请的目的在于提供一种复合导电浆料及其应用，该复合导电浆料改善了极片电阻率和提高放电比容量；同时，该复合导电浆料中导电材料不易团聚，稳定性好。

本申请的另一个目的在于提供一种复合导电浆料的制备方法，以克服单一分散工艺导致的浆料分散效果不佳，粒径分布不均一，颗粒存在团聚现象。

本申请是采用以下技术方案实现的：

在第一方面，本申请提供了一种复合导电浆料，包含导电材料、助剂以及溶剂，导电材料包括三维石墨烯颗粒和复配导电剂，其中，三维石墨烯颗粒通过以碳类材料粉末作为基底垂直生长石墨烯的方法制备得到，三维石墨烯颗粒粒径为100-300nm，边缘石墨烯厚度为1-3原子层；和/或，复配导电剂包括导电炭黑、碳纳米管和碳纳米纤维中的任意一种或多种。

进一步地，在本申请较佳实施例中，导电浆料还包括有润湿剂，润湿剂包括聚乙二醇和/或聚乙烯吡咯烷酮。

进一步地，在本申请较佳实施例中，导电浆料还包括有表面活性剂，表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、聚山梨酯-80、聚乙二醇辛基苯基醚和十六烷基溴化铵中的任意一种或多种。

进一步地，在本申请较佳实施例中，按质量百分比计，复合导电浆料包括以下组分：

进一步地，在本申请较佳实施例中，增稠剂包括聚偏氟乙烯、聚丙烯酸、聚乙烯醇、丁苯橡胶、羟甲基纤维素钠和海藻酸钠中的任意一种或多种。

进一步地，在本申请较佳实施例中，溶剂包括N-甲基吡咯烷酮、去离子水、无水乙醇和N-二甲基乙酰胺中的任意一种或多种。

在第二方面，本申请还提供了一种复合导电浆料的制备方法，其包括：对三维石墨烯颗粒、复配导电剂和表面活性剂进行干磨预混处理，然后湿磨。

进一步地，在本申请较佳实施例中，制备方法包括：

S1对润湿剂、增稠剂和溶剂进行混合处理，优选地，在真空条件下进行混合处理，得到透明胶液；

S2对三维石墨烯颗粒、复配导电剂和表面活性剂进行干磨预混处理，得到混合粉体；