[发明专利]一种锂离子电池正负极的复合导电浆料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池正负极的复合导电浆料及其制备方法。

背景技术

在锂离子二次电池和电容器的制备过程中，经常需要在正负极配料中添加一定量的导电剂。导电剂能够与正负极活性材料有效接触，形成良好的导电网络，从而改善电池的倍率性能。但是过多地添加导电剂，势必减少电极活性材料含量，降低电池的容量和能量密度。对于高性能的电子设备而言，选择合适的导电剂尤为重要。

碳纳米管是近年新兴的导电剂，不仅能够在导电网络中充当“导线”的作用，同时它还具有双电层效应，发挥超级电容器的高倍率特性，其良好的导热性能还有利于电池充放电时的散热，减少电池的极化，提高电池的高低温性能，延长电池的寿命。

然而，由于碳纳米管相互之间具有较强的范德华力，因此，当单独使用碳纳米管作为导电物质时，碳纳米管会相互缠结团聚体在一起，难以均匀分散于正、负电极材料中，从而影响了碳纳米管导电性能的发挥，进而影响得到的锂离子电池的电化学性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子电池正负极的导电浆料，旨在解决现有以导电炭黑或碳纳米管、或采用导电炭黑与碳纳米管复合成的导电浆料产品，导致电池的循环寿命、能量密度等主要电化学性能提升空间小的问题。

本发明的目的在于提供一种锂离子电池正负极的复合导电浆料的制备方法。

本发明是这样实现的，一种锂离子电池正负极的复合导电浆料，包括如下重量份数的下列配方组分：

碳纳米管 5.0-7.5份；

分散剂 0.3-0.6份；

N-甲基吡咯烷酮 90-95份；

所述碳纳米管由大管径碳纳米管和小管径碳纳米管组成，其中，所述大管径碳纳米管的管径为30-150nm，所述小管径碳纳米管的管径为1-30nm，且所述大管径碳纳米管和所述小管径碳纳米管的管径差≥15nm；且所述大管径碳纳米管和小管径碳纳米管的重量比为(3-7)：(7-3)。

相应的，一种锂离子电池正负极的复合导电浆料的制备方法，包括以下步骤：

按照上述锂离子电池正负极的复合导电浆料的配方称取各组分；

将分散剂溶于N-甲基吡咯烷酮中得到混合溶液；

将碳纳米管采用混合设备进行预混处理后，加入到所述混合溶液中，进行浸润分散处理，形成分散体系，得到导电浆料。

本发明提供的锂离子电池正负极的复合导电浆料，一方面，管径不同的碳纳米管可以产生协同效应，可以更充分的“嵌入”电池活性物质，与活性物质能形成更好的导电网络，从而降低电池内阻，提高锂离子电池的循环寿命、能量密度等电化学性能。另一方面，由于大管径碳纳米管和小管径碳纳米管存在尺寸差异，因此两者混合时混合效率高，可以减少分散剂的使用，提高导电浆料的导电性能。此外，由于分散效果的提高，因此，可以显著降低使用高速混合设备进行预分散的时间，具体的，预分散时间由原来的4-8小时，缩短为2-4小时，从而大大提高了导电浆料的生产效率。本发明提供的锂离子电池正负极的复合导电浆料的制备方法，方法简单可控，生产效率高，易于实现产业化。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种锂离子电池正负极的复合导电浆料，包括如下重量份数的下列配方组分：

碳纳米管 5.0-7.5份；

分散剂 0.3-0.6份；

N-甲基吡咯烷酮 90-95份；

所述碳纳米管由大管径碳纳米管和小管径碳纳米管组成，其中，所述大管径碳纳米管的管径为30-150nm，所述小管径碳纳米管的管径为1-30nm，且所述大管径碳纳米管和所述小管径碳纳米管的管径差≥15nm；所述大管径碳纳米管和小管径碳纳米管的重量比为(3-7)：(7-3)。

具体的，本发明实施例电池正负极的导电浆料中，仅采用所述碳纳米管作为导电物质，但是，所述碳纳米管由大管径碳纳米管和小管径碳纳米管组成，其中，所述大管径碳纳米管的管径为30-150nm，所述小管径碳纳米管的管径为1-30nm。此时，由于碳纳米管存在管径差异，因此，能够减缓碳纳米管之间的缠绕。当所述大管径碳纳米管和所述小管径碳纳米管的管径差≥15nm；且所述大管径碳纳米管和小管径碳纳米管的重量比为(3-7)：(7-3)，碳纳米管之间的缠绕得到显著改善，可解决其对导电性能的影响。