[发明专利]一种非碳基量子点/纳米片杂化导体与纳米碳管共复合导电浆料及其制备方法与应用

说明书

本发明提供一种非碳基量子点/纳米片杂化导体与纳米碳管共复合导电浆料及其制备方法与应用，所述导电浆料由按以下质量百分含量计的原料制成：纳米碳管1.0％‑10.0％、MTesubgt;2/subgt;纳米片0.1％‑0.5％、黑磷量子点0.001％‑0.008％、分散剂0.2％‑1.0％、粘结剂2％‑5％，余量为溶剂，溶剂为水或N‑甲基吡咯烷酮(NMP)。本发明制备的复合导电浆料分散性好、导电率高，适用于新能源汽车动力电池、储能电池、数码电子产品电池、固态电池的正极与负极。

技术领域

本发明涉及电池材料领域，具体是一种非碳基量子点/纳米片杂化导体与纳米碳管共复合导电浆料及其制备方法与应用。

背景技术

纳米碳管是由呈六边形排列的碳原子构成单层或多层一维管状纳米材料，具有许多优异的力学、电学和化学性能。纳米碳管导电浆料比传统导电浆料(导电石墨，导电炭黑，导电碳纤维等)具有更高的导电率，用量也相对较少。纳米碳管导电浆料的加入使锂离子电池具有更优异的性能，具体表现在循环寿命更长、电池容量更大、倍率更高，适合新能源汽车动力电池、储能电池、数码电子产品电池与固态电池。

然而，由于纳米碳管相互之间具有较强的范德华力，使得纳米碳管在很多情况下都相互缠结团聚在一起，难以均匀地分散到材料中，从而影响纳米碳管在导电浆料中导电率等各方面性能的发挥。为使其分散性能符合要求，通常采用其它碳基材料(如石墨烯、炭黑等)与纳米碳管复合形成纳米碳管复合导电浆料，而在非碳基导体方面的尝试十分少见。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种非碳基量子点/纳米片杂化导体与纳米碳管共复合导电浆料及其制备方法与应用，该导电浆料集合了“点线面”三维协同导电网络的搭建，分散性好、导电率高。

本发明提供的技术方案：一种非碳基量子点/纳米片杂化导体与纳米碳管共复合导电浆料，其特征在于，由以下按质量百分含量计的原料制成：纳米碳管1.0％-10.0％、MTe₂纳米片0.1％-0.5％、黑磷量子点0.001％-0.008％、分散剂0.2％-1.0％、粘结剂2％-5％，余量为溶剂，溶剂为水或N-甲基吡咯烷酮(NMP)，总质量以100％计。

进一步的，所述纳米碳管为单壁纳米碳管或多壁纳米碳管，纳米碳管的长度为10-400μm，直径为3-80nm。

进一步的，所述MTe₂纳米片选自NiTe₂、WTe₂、MoTe₂中的任意一种或几种。

进一步的，所述分散剂选自羧甲基纤维素(CMC)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)和聚乙二醇(PEG)中的至少一种。

进一步的，所述粘结剂为聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTEE)、聚丙烯腈(PAN)、丁苯橡胶(SBR)中的至少一种。

一种非碳基量子点/纳米片杂化导体与纳米碳管共复合导电浆料的制备方法，按照原料的配比将纳米碳管、分散剂、MTe₂纳米片、黑磷量子点和溶剂进行混合处理，通过分散机分散，加入粘结剂搅拌均匀，然后将混合溶液转移至高压均质机中，分散均匀制得导电浆料。

进一步的，分散机的转速为6000-10000rpm，分散机的分散时间为20 -6-min，高压均质机的操作压力设置为600-1000bar，连续分散5-10遍。

进一步的，所述MTe₂纳米片的制备方法：MTe₂单晶分散在溶剂中，超声30-60min，使分散均匀，得到MTe₂纳米片。

进一步的，所述黑磷量子点采用溶剂分子插层方法制备，即在N-甲基吡咯烷酮溶剂中分解黑磷得到黑磷量子点：

(1)取5-20mg黑磷晶体，研磨20-60min后，分散到10-50mL NMP溶剂中；