[发明专利]一种碳量子点/SP复合导电剂及其制备方法、应用

说明书

本发明公开了一种碳量子点/SP复合导电剂的制备方法，包括如下步骤：将导电剂SP、碳量子点溶液加入水中超声分散均匀，升温至120‑180℃，保温1‑3h得到碳量子点/SP复合导电剂。本发明还公开了一种碳量子点/SP复合导电剂，按照上述碳量子点/SP复合导电剂的制备方法制得。本发明还公开了上述碳量子点/SP复合导电剂在制备电池负极材料中的应用。本发明具有更高的导电性和分散性，且其用量更少。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种碳量子点/SP复合导电剂及其制备方法、应用。

背景技术

锂离子电池中负极材料是作为锂离子脱嵌的载体存在的，其中碳材料中的石墨是应用最广泛、性能最稳定和电解液适配性较好的一款负极材料。在实际生产中为了降低锂电池内阻，会在负极片制作过程中加入导电剂，导电剂会混于石墨材料间，构成导电网络。

为了保证电极中活性物质的比例，导电剂的添加量一般在2％以下。所以就要求导电剂能够均匀地分散在电极中，这样才能最大程度提高电极的导电性。而现常用的导电剂SP因其特有的颗粒表面性质在水性浆料体系中存在分散困难，分散后易聚集絮凝的问题。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种碳量子点/SP复合导电剂及其制备方法、应用，本发明具有更高的导电性和分散性，且其用量更少。

本发明提出的一种碳量子点/SP复合导电剂的制备方法，包括如下步骤：将导电剂SP、碳量子点溶液加入水中超声分散均匀，升温至120-180℃，保温1-3h得到碳量子点/SP复合导电剂。

优选地，超声功率为400-600W，超声时间为10-20min。

优选地，导电剂SP和碳量子点的重量比为2000-4000：1。

优选地，保温1-3h，冷却至室温，离心取沉淀，烘干得到碳量子点/SP复合导电剂。

优选地，碳量子点溶液为水溶液。

上述导电剂SP可以从市场上购得。

上述碳量子点可以从市场上购得，配制成水溶液；也可以按照如下方法制备碳量子点溶液。

优选地，碳量子点溶液的制备方法为：取乙二醇进行水热反应，透析得到碳量子点溶液。

优选地，水热反应的温度为160-240℃，水热反应的时间为4-6h。

优选地，用透析袋进行透析，透析袋的截留分子量为10-30KD。

优选地，透析时间为24-48h。

优选地，在水中透析。

上述水均为蒸馏水。

上述“导电剂SP、碳量子点溶液加入水中超声分散均匀”，不规定水的用量，根据具体操作确定其用量。

本发明还提出了一种碳量子点/SP复合导电剂，按照上述碳量子点/SP复合导电剂的制备方法制得。

本发明还提出了上述碳量子点/SP复合导电剂在制备电池负极材料中的应用。

优选地，电池负极材料为锂离子电池负极材料。

本发明将碳量子点材料掺杂到导电剂SP的表面上，碳量子点本身具有优异的导电性，且其表面含有大量的羧基、羟基等官能团，可以进一步提升导电剂SP的导电性和分散性，使得本发明具有良好的导电性和分散性，并且相较于导电剂SP的用量，本发明的用量更少；用本发明制备的锂离子电池具有更好的能量密度及循环性能，本发明对锂离子电池能量密度及循环性能的提升具有重要的现实意义；另外选用乙二醇制备碳量子点，原料廉价易得，制备方法简单，可以避免从市场上直接购买碳量子点，价格高昂的问题。

附图说明