[发明专利]一种含次层石墨烯的正极浆料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含次层石墨烯的正极浆料及制备方法，包括主料、溶剂和添加剂，各组分的重量百分含量如下：主料为56‑59%、NMP为21‑24%、PVDF为2‑3.5%、SP为15‑17%和次层石墨烯为0.7‑1.2%；其中次层石墨烯由多层片状石墨烯和金刚石组成，金刚石位于多层片状石墨烯的相邻的两层之间；故本发明在不改变电池其它结构的情况下，增加导热性，且发电中产生的热量被及时散出，使电池在较大电流放电的过程中有效减少能耗。

技术领域

本发明涉及锂离子电池用正极浆料及其制备技术领域，特别涉及一种含有石墨烯新材料的正极浆料及制备方法。

背景技术

锂离子电池：是一种充电电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li⁺在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li⁺从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态。放电时则相反。电池一般采用含有锂元素的材料作为电极，是现代高性能电池的代表。

目前,锂离子电池研究日益广泛,作为二次绿色电池的锂离子电池展现出比其它电池具有无可比拟的优点,电压平台高、无污染、高比能量、体积小和重量轻等。当前锂离子电池主要用于小电流放电,但由于电动汽车等的发展，对锂离子电池的性能提出了更高的要求。以电动汽车为例，消费者对电动汽车的一个重要评价指标就是速度，速度要高的话，电池的功率就越大，及电池的电流大，而且产热多。

而现有技术的锂离子电池的正极材料一般为三元和磷酸铁锂，加入的石墨烯添加剂也只是普通石墨烯，即为片状碳结构，该结构在片层内有良好的导热和导电效果，而在片层之间由于狄拉克点的存在，使得相互片层之间几乎处于隔绝状态，在电流大、产热多的情况下，不能及时将热量散出，存在安全隐患，甚至发生爆炸，造成人身伤害，十分危险。

因此具有高倍率大电流放电性能的锂离子电池材料亟待研究,以适应市场的需要。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种含次层石墨烯的正极浆料，配比合理，导热性佳，其中次层石墨烯为3-5层片状石墨烯并掺杂金刚石的新型材料，且加入的金刚石为球状碳，使得多层石墨烯的相邻两层之间导通，提高材料导电性。故本发明在不改变电池其它结构的情况下，增加导热性，且电池发电过程中产生的热量被及时散出，使电池在较大电流放电的过程中可以有效减少能耗，并延长电池寿命。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种含次层石墨烯的正极浆料，包括主料、溶剂和添加剂，所述主料为磷酸铁锂或三元，所述溶剂为NMP，所述添加剂包括PVDF、SP和次层石墨烯。

各组分的重量百分含量如下：所述主料为56-59%、所述NMP为21-24%、所述PVDF为2-3.5%、所述SP为15-17%和所述次层石墨烯为0.7-1.2%。

所述次层石墨烯由多层片状石墨烯和金刚石组成，所述金刚石位于多层片状石墨烯的相邻的两层之间，所述金刚石与所述的多层片状石墨烯的碳原子一一对应。

所述多层片状石墨烯与所述金刚石的重量比为18-19:1。

所述多层片状石墨烯为3-5层片状石墨烯，所述多层片状石墨烯的每层的厚度为0.2-0.5nm。所述多层片状石墨烯的相邻两层的层间距为0.2-0.4nm。

所述金刚石为球状碳，且所述球状碳的粒径为0.7-1.6nm。

进一步地说，所述多层片状石墨烯与所述金刚石的重量比为18.5:1。

所述多层片状石墨烯的层数为5层，所述多层片状石墨烯的每层的厚度为0.5nm。所述多层片状石墨烯的相邻两层的层间距为0.3nm。

所述金刚石为球状碳，且所述球状碳的粒径为0.9nm。

进一步地说，所述次层石墨烯的制备方法按照如下步骤进行：