[发明专利]导电浆料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种导电浆料及其制备方法，其中，导电浆料的成分包括导电剂、微细气泡和液体，所述导电剂包括石墨烯和/或碳纳米管，所述微细气泡粒径的粒径小于100μm，所述微细气泡的浓度大于10⁶个/ml。该导电浆料的制备方法包括步骤：将液体与气体经过气液分散方法形成气液混合流体；将导电剂加入气液混合流体中，得到导电浆料。采用本发明方法得到的导电浆料，能够达到不添加或极少量添加分散剂的条件下，导电剂均匀分散的效果，有益于导电浆料的运输、保存和使用，其当应用于电池电极制备过程时，微细气泡在干燥过程中消失，不引入任何杂质，能够更好的发挥导电剂的导电特性。

技术领域

本发明涉及导电材料领域，更具体的涉及一种用于电池的电极制备的导电浆料及其制备方法。

背景技术

由于石墨烯具有超高导电性、超薄二维、高化学稳定性等特点，在电池导电浆料上广受青睐，石墨烯和活性物质可以通过“面-点”式接触。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。同时含量石墨烯和碳纳米管的复合导电浆料可以实现“面-线-点”式接触，大幅度提高整个电极的导电性，同时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，从而提高电池的质量比容量和体积比容量。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。为了提高导电浆料的稳定性，通常需要加入大量的分散剂或添加剂，这类分散剂或添加剂通常不具有电导性。这样带有分散剂或添加剂的复合浆料在实际应用到电池电极中时，会严重影响导电剂和活性物质的接触，从而影响其导电增强效果。

发明内容

针对导电剂石墨烯和碳纳米管的导电浆料容易团聚、堆叠甚至沉淀的技术问题，本发明提供一种导电浆料及其制备方法。通过导电浆料中引入微细气泡，通过导电剂石墨烯和/或碳纳米管的高比表面积吸附作用，微细气泡会自发吸附在石墨烯片和/或碳纳米管的周围，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。

一方面，本发明导电浆料，其成分包括导电剂、微细气泡和液体，其中，所述导电剂包括石墨烯和/或碳纳米管，所述微细气泡粒径的粒径小于100μm，所述微细气泡的浓度大于10⁶个/ml。

在一些实施例中，所述液体包括：水、N-甲基吡咯烷酮（NMP）、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、乙醇、异丙醇（IPA）、丁酮（MEK）或甲苯中的一种。

在一些实施例中，所述微细气泡的粒径范围为10nm至10μm。

在一些实施例中，所述微细气泡的粒径范围为100 nm至300nm，所述微细气泡的浓度介于10⁸至10⁹个/ml。

在一些实施例中，所述微细气泡中气体的类型包括：空气、氧气、氮气、氩气、氢气、氦气或臭氧中的一种或多种。

在一些实施例中，所述导电剂的质量含量为0.5 wt.%至8 wt.%。

在一些实施例中，所述导电剂包括石墨烯和碳纳米管，其中石墨烯与碳纳米管的质量比介于1：10至1：0.1之间。

另一方面，本发明还包括一种制备导电浆料的制备方法，包括步骤：

将液体与气体经过气液分散方法形成气液混合流体；

将导电剂加入气液混合流体中，搅拌和/或超声处理后，得到导电浆料；

其中，气液混合流体中含有微细气泡，微细气泡的粒径小于100 μm，微细气泡的浓度大于10⁶个/ml。

在一些实施例中，气液混合方法包括：所述气液分散法包括：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。