[发明专利]一种高导电型碳导电浆料及其制备方法

说明书

本发明涉及导电浆料领域，更具体地说，它涉及一种高导电型碳导电浆料及其制备方法，该高导电型碳导电浆料包括以下质量百分比的原料：导电剂0.2‑20%、分散剂0.2‑5%、溶剂79.7‑99.5%；其制备方法为：（1）将分散剂加入至2‑20%用量的溶剂中，预搅拌，溶解均匀后，得到混合液A；（2）将导电剂及剩余的溶剂加入至混合液A中，预分散，混合均匀，得到混合浆液B；（3）将混合浆液B进行第二次分散处理，得到混合浆液C；（4）将混合浆液C进行第三次分散处理，高导电型碳导电浆料。本发明的导电浆料具有优异的高导电性，并结合多段式分散工艺，分散程度较佳，且保持较佳的长径比，增加了锂电池的循环性能及能量密度。

技术领域

本发明涉及导电浆料领域，更具体地说，它涉及一种高导电型碳导电浆料及其制备方法。

背景技术

目前，广泛使用的锂离子电池正极材料为三元材料(NCM)、磷酸铁锂(LiFePO₄，LFP)和钴酸锂(LCO)等,但因其电导率较低，为减少锂离子电池的极化内阻，需要辅助添加导电剂构建电子导电网络，增加电子传导速率，确保电子能够和锂离子可同时到达活性物质表面及时参与电化学反应，实现正极活性物质性能的良好发挥，否则因锂离子电池内部欧姆极化增大,致使电池容量显著降低。导电剂作为锂离子电池中的关键材料之一,其本身在充放电过程中并不提供容量,需要降低其使用量以提高正极中活性物质的比例,从而改善锂电池的质量能量密度。其中，锂电池中的导电剂通常是导电碳材料，如炭黑、石墨和碳纳米管等。但是导电剂的分散性参差不齐，且导电剂分散性直接影响电池放电倍率和能量密度等电性能的发挥，影响电池质量，因此目前对于解决导电剂的分散性存在较大的技术瓶颈。

发明内容

针对现有技术存在的导电剂分散性问题，本发明的第一个目的在于提供一种高导电型碳导电浆料，所述高导电型碳导电浆料具有优异的高导电性，且分散程度较佳，增加锂电池的循环性能及能量密度，可以直接被下游客户端应用在锂电池正极或负极体系中。

本发明的第二个目的在于提供一种高导电型碳导电浆料的制备方法，所述制备方法通过多段式分散的手段，使导电剂的分散效果较佳，具备量产化的优点。

为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种高导电型碳导电浆料，所述高导电型碳导电浆料包括以下质量百分比的原料：

导电剂 0.2-20%

分散剂 0.2-5%

溶剂 79.7-99.5%。

本技术通过采用上述物料，制备得到的高导电型碳导电浆料具有优异的高导电性，且分散程度较佳，即便是最难分散的寡壁碳纳米管分散后依然具有较高的长径比，可显著增加锂电池的循环性能及能量密度；其中，采用溶剂提高导电剂、分散剂的溶解性和分散性，结合分散剂，提高浆料体系的分散性，改善并降低导电剂的团聚现象，解决现有导电材料的分散困难问题，使得导电浆料可以直接被下游客户端应用在锂电池正极或负极体系中。进一步地，所述导电剂为寡壁碳纳米管单一导电剂或与多壁碳纳米管、炭黑、导电碳纤维、导电石墨中的一种或几种的组合；所述寡壁碳纳米管为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管、三层壁碳纳米管中的一种或其组合，其中三层壁碳纳米管的SEM形貌图可参见附图3。而多壁碳纳米管为壁层在三层以上的碳纳米管。单一导电剂的添加量优选为0.2-2.0%，复合的导电剂用量为0.2-20%，多元复合导电剂可根据下游客户端应用情况，进行选择，进一步改善或增强锂电池的性能表现。

其中，上述复合导电剂中，所述炭黑有利于电解质的吸附而提高离子电导率，进而具有较佳的离子和电子导电能力，同时能够与活性材料形成链式导电结构，有助于提高导电浆料的电子导电率。所述导电碳纤维的轴向强度和模量高，导电性高，添加少量则达到较佳的导电性能；所述石墨具有更小的颗粒度，分散性佳，能改善离子和电子电导率。