[发明专利]导电浆料的制备设备和制备方法

说明书

本发明公开了一种导电浆料的制备设备和制备方法，其中该制备设备包括：一混合容器，用于将气液混合流体与处理物进行混合、一气液混合流体管路，用于所述将气液混合流体输送至所述混合容器中、一搅拌装置、和/或至少一超声单元和一真空抽滤装置。采用本发明制备方法通过将石墨烯和/或碳纳米管与气液混合流体先低浓度混合后浓缩的方式，能够快速大量生产得到含有微细气泡的导电浆料，这些微细气泡会自发吸附在石墨烯和/或碳纳米管的周围，能够使得石墨烯和/或碳纳米管在导电浆料中能够均匀稳定分散，达到不使用或者极少量使用分散剂或添加剂的效果。

技术领域

本发明涉及导电浆料的制备，更具体的涉及一种导电成分包括石墨烯和/或碳纳米管且含有微细气泡的导电浆料的制备设备和制备方法。

背景技术

石墨烯由于具有超高导电性、超薄二维、高化学稳定性等特点，在电池的导电浆料上广受青睐。且在应用于电极中时，石墨烯和活性物质可以通过“面-点”式接触，大幅度提高整个电极的导电性。且石墨烯具有较低的导电阈值，可大幅度降低整个电极中导电剂的使用量，从而实现更多活性物质的用量和致密堆积，同时提高电池的质量比容量和体积比容量。同时，碳纳米管也具有较高导电性，且和活性物质可以通过“线-点”式接触，但石墨烯、碳纳米管由于具有较强的范德华力和高比表面积，在导电浆料中很容易团聚、堆叠甚至沉淀，极大的限制导电浆料的储存和实际应用。为了提高石墨烯浆料的稳定性，通常需要加入大量的分散剂或添加剂。这样带有分散剂或添加剂的导电浆料在实际应用到电池电极中时，会严重影响石墨烯和活性物质的接触，从而影响其导电性。

发明内容

针对含有石墨烯和/或碳纳米管的导电浆料易团聚、堆叠甚至沉淀的技术问题，本发明提供一种导电浆料的制备设备，该制备设备包括：

一混合容器，用于将气液混合流体与处理物进行混合，其中，混合容器具有一锥形底部，锥形底部具有一开孔部，开孔部还设置有一个阀门，用于控制开孔部的开闭，混合容器的内部具有一承载结构，承载结构用于放置过滤材料，处理物包括具有石墨片层结构的原料、石墨烯、碳纳米管或石墨烯与碳纳米管的混合物中的一种；

一气液混合流体管路，用于将气液混合流体输送至混合容器中；

一搅拌装置，用于将气液混合流体与处理物搅拌混合；和/或

至少一超声单元，超声单元用于液相剥离处理，将具有石墨片层结构的原料剥离成为石墨烯，或，将气液混合流体与处理物超声混合；

一真空抽滤装置，包括一储液容器和一真空泵，储液容器的开口部与混合容器的底部的开孔部连通，储液容器上还包含一个真空接口，真空接口通过管路与真空泵连接，真空泵用于产生负压以将混合容器中的液体抽滤至储液容器中。

在一些实施例中，该制备设备还包括一微细气泡发生装置，经气液混合流体管路与混合容器连通，用于气体和液体的混合处理，得到气液混合流体。

在一些实施例中，混合容器的外壁还设置有一冷凝装置，用于控制混合容器中的液体的温度。

在一些实施例中，储液容器连接一过滤装置，用于将过滤后的液体输送至微细气泡发生装置的进液管路，使液体能够回收利用。

在一些实施例中，微细气泡发生装置、搅拌装置、和/或超声单元、真空泵和阀门通过有线或无线的方式与一控制器连接。

在一些实施例中，微细气泡发生装置，用于通过机械剪切法、超声波空化法、加压溶气释气法、微多孔分散气体法、射流曝气法、气浮泵产气法、或电解法中的一种或多种进行气体和液体的混合处理，得到气液混合流体。

本发明还提供一种使用上述制备设备获得导电浆料的制备方法，包括步骤：