[发明专利]一种导电炭黑的预处理方法及其用途

说明书

本发明涉及一种导电炭黑的预处理方法及其用途，所述方法包括将导电炭黑在功率为500‑1000W的气氛等离子体条件下进行预处理，进而得到经预处理的导电炭黑；所述经预处理的导电炭黑相较于未经预处理的导电炭黑，其更易与粘结剂混合，从而提高了粘结剂与导电炭黑的混合均匀程度，同时缩短了导电炭黑与粘结剂混合均匀所需的时间，提高了锂电池极片的制备效率；使用本发明所述经预处理的导电炭黑制备得到锂电池极片的掉粉率＜0.8％，2mA恒流放电容量偏差在±3.2％以内。

技术领域

本发明涉及锂电池材料领域，尤其涉及一种导电炭黑的预处理方法及其用途。

背景技术

锂电池电极材料，在采用水体系混料时，由于导电炭黑、活性炭等材料的疏水特性，会造成粘结剂分布不均，水系溶剂浸润性差，混料时间长，电极掉粉问题。例如商业化的锂/亚硫酰氯一次电池，其阴极通常由导电炭黑(示例性的包括乙炔黑、石墨、科琴黑等)，粘结剂(通常为60％固含量的聚四氟乙烯乳液)组成。这类导电碳黑密度低，不溶于水，具有疏水性，该特性使其与混合均匀成为一大难题。若延长导电炭黑与聚四氟乙烯乳液的搅拌时间，提高搅拌转速，此方法的效果有限，同时有破坏聚四氟乙烯的结构的风险，从而影响纤维化效果，增大碳阴极掉粉率，从而增大电芯内部短路的风险。传统方法是通过化学改性，如酸化处理，或者加入表面活性剂来改善，缺陷在于引入了新物质，涉及到后续的去除和残留问题。

CN108281615A公开了一种负极浆料性能改善方法，所述方法包括在搅拌桶中加入去离子水和羧甲基纤维素钠，待羧甲基纤维素钠完全溶解于去离子水后加入导电炭黑，搅拌80-100min，之后加入石墨和十二烷基苯磺酸，搅拌140-160min，最后加入丁苯橡胶，搅拌80-100min后得到负极浆料；此方案所述方法通过加入十二烷基苯磺酸改善了导电炭黑的溶解性，但其在改善性能的同时引入了其他物质。

CN107732169A公开了一种锂电池硅基负极材料及其制备方法、电池负极和锂电池，所述锂电池硅基负极材料包括硅材料、聚多巴胺包裹导电炭黑颗粒、无机硅酸盐和聚丙烯酸，其中，所述聚多巴胺包裹导电炭黑颗粒由多巴胺和导电炭黑制成。该锂电池硅基负极材料，在常温下通过物理共混的方法制成，成本低；其不仅包含聚丙烯酸自身通过酯化交联构建出来的网络结构，同时无机硅酸盐与多巴胺、聚丙烯酸之间实现多次交联；此方案通过加入聚多巴胺改善了导电炭黑的溶解性，但加入的聚多巴胺同样会对电极材料的性能造成影响。

上述文献虽然公开了一些改善导电炭黑与粘结剂混合性能的方法，但是仍然存在着所述方法需加入表面活性剂，从而改善导电炭黑与粘结剂的混合性能，因此开发一种在不加入其它物质的条件下，改善导电炭黑与粘结剂的混合性能，从而提高由其制备得到的锂电池极片的性能的方法仍具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种导电炭黑的预处理方法及其用途，所述方法包括将导电炭黑在功率为500-1000W的气氛等离子体条件下进行预处理，进而得到经预处理的导电炭黑；使用本发明所述经预处理的导电炭黑制备得到锂电池极片的掉粉率＜0.8％(示例性的包括0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％或0.7％等)，2mA恒流放电容量偏差在±3.2％以内(示例性的包括±2.0％、±2.2％、±2.4％、±2.6％、±2.8％、±3.0％或±3.2％等)，而由未经预处理的导电炭黑制备得到的锂电池极片的掉粉率为10％，2mA恒流放电容量偏差为±8％。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种导电炭黑的预处理方法，所述方法包括：将导电炭黑在功率为500-1000W(示例性的包括500W、600W、700W、800W、900W或1000W)的气氛等离子体条件下进行预处理，进而得到经预处理的导电炭黑。

本发明所述导电炭黑包括乙炔黑、石墨或科琴黑中的任意一种或至少两种的混合物，所述混合物示例性的包括乙炔黑和石墨的混合物、石墨和科琴黑的混合物或乙炔黑和科琴黑的混合物等。