[发明专利]一种碳纳米导电浆料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种碳纳米导电浆料及其制备方法和应用，所述碳纳米导电浆料的制备方法包括：将粘结剂溶解于溶剂中，制成粘结剂胶液，再加入碳纳米材料，预混，经破碎、研磨和分散后，得到所述碳纳米导电浆料。通过上述方法制备得到的碳纳米导电浆料质地均匀，分散性好，可以改善活性材料的电化学性能，提升锂离子电池的循环性能、倍率性能、高温性能和安全性能，在锂离子电池正极材料的制备中具有广阔的应用前景；制备方法简单高效，节能环保，为批量化生产创造了条件。

技术领域

本发明属于电池材料技术领域，尤其涉及一种碳纳米导电浆料及其制备方法和应用。

背景技术

锂离子电池具有放电平稳、比能量高、无记忆效应、工作寿命长和对环境友好等优点，是电化学相关研究的热门课题之一。由于锂离子电池活性材料本身的导电性较差，制备得到的电池易出现内阻较大、倍率性能差及循环性能不佳的问题，因此需要添加导电剂来提升活性材料的导电性，进而提升综合性能。

目前，锂电池常用的导电剂为碳材料，如石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑、石墨烯和气相生长碳纤维等，关于导电剂制备方法的相关报道也有很多。CN102249222A公开了一种射流空化技术制备石墨烯的装置及方法，将加压后的石墨水溶液通过高压管进入空化发生器中，使溶液中的石墨颗粒在空化力的作用下发生片层的剥离，得到含单层和多层石墨烯的溶液，实现了石墨烯的工业化大规模生产。然而，该方法以水溶液为溶剂，降低了制备的石墨烯的稳定性和分散性，而锂电池对浆料的稳定性、抗氧化性和导电性的要求较高，因此在锂电池材料方面的应用受到了一定的影响。

锂电池导电剂是影响电池性能的重要因素之一，如何提供一种分散性好、导电能力强的导电剂及相应的制备方法，同时具备腐蚀性较小、电子传输速度高的优点，已成为亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术的不足和实际需求，本发明提供一种碳纳米导电浆料及其制备方法和应用，通过上述方法制备的碳纳米导电浆料分散性好，导电性高，可以提高锂离子电池的倍率性能、循环性能和安全性能，应用价值广泛。

为达此目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种碳纳米导电浆料的制备方法，所述碳纳米导电浆料的制备方法包括：将粘结剂溶解于溶剂中，制成粘结剂胶液，再加入碳纳米材料，预混，经破碎、研磨和分散后，得到所述碳纳米导电浆料。

本发明中，选用碳纳米材料作为导电剂，可以提高电池的倍率性能，同时可以加快散热，延长电池的寿命，但碳纳米材料之间的相互作用力较强，不易分散，本发明通过预混、破碎、研磨和分散多个步骤，提高了碳纳米材料的分散性，不易堆积，制成的碳纳米导电浆料可以充分填充活性材料间的孔隙，提高了活性材料的导电性能，应用价值极高。

优选地，所述粘结剂和溶剂的质量比为1:(50～99)，例如可以是1:50、1:55、1:60、1:65、1:70、1:75、1:80、1:85、1:90、1:95或1:99。

优选地，所述碳纳米材料和所述粘结剂胶液的质量比为1:(10～50)，例如可以是1:10、1:15、1:20、1:25、1:30、1:35、1:40、1:45或1:50。

优选地，所述粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、羟甲基纤维素钠或丁苯橡胶中的任意一种或至少两种的组合，例如可以是偏氟乙烯或聚乙烯吡咯烷酮和羟甲基纤维素钠的组合。

优选地，所述溶剂包括去离子水、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺或无水乙醇中的任意一种或至少两种的组合，例如可以是N,N-二甲基甲酰胺或去离子水和N-甲基吡咯烷酮的组合。

优选地，所述溶解于溶解设备中进行。

优选地，所述溶解设备包括在线分散机、预混机、在线破碎机、介质预混机、双行星动力混合机、乳化机或分散机中的任意一种。