[发明专利]导电浆料、电极片及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种导电浆料、电极片及其制备方法与应用，其中，导电浆料，导电浆料包括导电剂与有机溶剂，导电剂包括粗管径碳纳米管、细管径碳纳米管和还原氧化石墨烯，粗管径碳纳米管与细管径碳纳米管相互穿插，粗管径碳纳米管的管径为50nm～200nm，细管径碳纳米管的管径为6nm～12nm，粗管径碳纳米管、细管径碳纳米管和还原氧化石墨烯共同形成三维网络结构，将利用该导电浆料制备得到的正极浆料涂覆在微孔箔材上得到电极片，能极大地提升电极片的粘结性，使制得的电池的电芯的能量密度具有极大的提升，且同时又不会影响锂离子的动力学性能。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种导电浆料、电极片及其制备方法与应用，特别涉及该在锂离子电池中的应用。

背景技术

锂离子电池作为一种新型能源，以其重量小、容量高、循环寿命长等优势，倍受人们关注，其中，三元锂电池因具有综合性能和成本的双重优势日益被行业所关注和认同，已超越磷酸铁锂和钴酸锂成为锂电池的主流技术路线。

市面上的三元锂电池的能量密度平均在180Wh/kg左右，很难达到300Wh/k以上，远不能满足电动汽车等对续航里程的要求，发展更高能量密度的电芯一直是锂电池领域的重点。目前，现有锂离子电池厂商普遍采用SP复配碳纳米管作导电剂，其导电网络完善，提高电池的导电性，主要通过提升电极负载量、降低电极中的箔材等辅材重量，如制作微孔铜箔、铝箔等，来提高电池的能量密度，然而，由于高能量密度电芯的负载量提高，粘结剂如PVDF等的用量就偏少，导致电极片的粘结性下降，不利于电子传导，进而影响电池导电性能，导致电芯的倍率放电性能下降。因此，如何制备粘结性良好，高能量密度，而且不会影响锂离子的动力学性能的电极片一直是本领域技术人员难以攻克的难题。

发明内容

基于此，本发明提供了一种导电浆料及其制备方法，进一步提供了一种电极片及其制备方法，该电极片的粘结性能好，并且由该电极片组装制得的电芯的能量密度能达到350Wh/kg，而且不会影响锂离子的动力学性能。

本发明的技术方案如下。

本发明的一个方面提供一种导电浆料，该导电浆料包括导电剂与有机溶剂，导电剂包括粗管径碳纳米管、细管径碳纳米管和还原氧化石墨烯，粗管径碳纳米管与细管径碳纳米管相互穿插，粗管径碳纳米管的管径为50nm～200nm，细管径碳纳米管的管径为6nm～12nm，粗管径碳纳米管、细管径碳纳米管和还原氧化石墨烯共同形成三维网络结构。

上述导电浆料中，上述粗管径碳纳米管和上述细管径碳纳米管的总质量与上述还原氧化石墨烯的质量的比为(4～100)：1。

上述导电浆料中，上述粗管径碳纳米管与上述细管径碳纳米管的质量比为1：(4～10)。

本发明还提供一种上述导电浆料的制备方法，包括如下步骤：

将还原氧化石墨烯分散在有机溶剂中形成悬浮液；

将粗管径碳纳米管与细管径碳纳米管加入上述悬浮液中，超声分散，得到导电浆料。

进一步地，本发明还提供了一种电极浆料，该电极浆料包括上述导电浆料、电极活性材料和粘结剂；，上述的导电浆料中的导电剂、电极活性材料和粘结剂的重量比为(1～4)：(92～98)：(1～5)。

本发明的另一个方面提供一种电极片，该电极片包括微孔箔材和设于所述微孔箔材上的电极材料层，电极材料层的制备原料包括上述电极浆料。

本发明进一步提供一种电极片，该电极片包括微孔箔材、和设于微孔箔材上的第一涂层、设于第一涂层上的第二涂层和设于第二涂层上的第三涂层，第一涂层和第三涂层由上述电极浆料制备而成，第二涂层由如上述导电剂制备而成的导电浆料制备而成。

上述的制备方法中，上述第一涂层的厚度为30μm～200μm，上述第二涂层的厚度为5μm～25μm，上述第三涂层的厚度为30μm～200μm。