一种锂电池石墨烯导电浆料及其制备方法

摘要

本发明提供一种锂电池石墨烯导电浆料，其特征是由10‑15份石墨粉、0.5‑2份活化剂、0.5‑1份分散剂、0.2‑0.3份胶体材料、0.1‑0.5份碳纳米管、0.01‑0.1份促进剂、85‑90份溶剂、适量粘度调节剂制备而成。通过对石墨的细化活化，进一步通过分散研磨剥离，在研磨机组剪切力、摩擦力作用下，微米级促进剂作为微观力传递介质使石墨被剥离成石墨烯，同时微米级促进剂与石墨烯、碳纳米管在研磨过程由胶体材料交织形成复合微胶粒，在锂电池正负极活性材料中具有优异的分散性，使活性物质的充放电效率大幅提高，同时与石墨烯复合用于锂电池导电剂可以显著地提高载流子浓度，并可以提高电池活性材料的电导率和放电容量。

主权项

一种锂电池石墨烯导电浆料的制备方法，其特征是由如下重量份的原料制备而成：石墨粉        10‑15份，活化剂        0.5‑2份，分散剂        0.5‑1份，胶体材料      0.2‑0.3份碳纳米管      0.1‑0.5份，促进剂        0.01‑0.1份，溶剂          85‑90份，粘度调节剂    适量；其中，所述石墨粉为天然鳞片石墨、膨胀石墨、高取向石墨中的至少一种；所述的活化剂为羧酸盐；所述的分散剂为苯乙烯马来酰亚胺树脂、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种；所述的胶体材料为黄原胶、刺槐豆胶、瓜尔豆胶、阿拉伯胶、明胶、卡拉胶中的至少一种；所述的促进剂为微米级的二硼化钛、五氧化二钒、氧化硼、二硫化钼中的至少一种；其用于石墨烯导电浆料的制备时,既是剥离介质,又是导电改进剂；所述的溶剂为去离子水、N‑甲基吡咯烷酮、N,N‑二甲基甲酰胺、N,N‑二甲基乙酰胺中的一种；所述的粘度调节剂为羧甲基纤维素钠、羧乙基纤维素、乙基纤维素、羧甲基乙基纤维素、羟甲基纤维素、羟丙基纤维素中的一种或几种；具体制备步骤如下：（1）将重量份5‑10的石墨粉、0.5‑2重量份数的活化剂在200‑250℃条件下混合均匀，然后送入气流微细机，在气流微细机粉碎室内产生高速旋流，使石墨粉粒子之间产生激烈的碰撞、摩擦，从而粉碎均化，使石墨粉粒子进行活化改性；（2）将步骤（1）的得到的物料与0.1‑0.5重量份的碳纳米管、0.5‑1重量份的分散剂、0.01‑0.1重量份的促进剂、0.2‑0.3重量份的胶体材料在研磨机组中进行分散剥离，在研磨机组剪切力、摩擦力作用下循环研磨，微米级促进剂作为微观力传递介质使石墨被剥离成石墨烯，同时微米级剥离剂与石墨烯、碳纳米管在研磨过程中由胶体材料缠绕形成交织的复合胶粒子，该复合胶粒子在外观形态上呈微球形，而内在形态则为交织的介孔结构，在液体溶剂中分散悬浮优异；（3）将步骤（2）得到的复合胶粒子与85‑90重量份的溶剂送入超声波分散器，超声波分散器内设置有搅拌叶片，底部设置孔径为500目的不锈钢滤网，搅拌叶片的转速为50‑100rpm，超声分散10‑30min后打开排料阀门，经滤网过滤后加入适量的粘度调节剂调整粘度为100‑5000mPa.s，得到锂电池石墨烯导电浆料。