[发明专利]一种石墨烯锂离子电池的导电剂

说明书

本发明公开了一种石墨烯锂离子电池的导电剂。涉及锂离子电池技术领域。包括以下原料：石墨烯90～110份、碳纳米管30～40份、环状碳酸酯80～100份、丙酮50～70份、十六烷基三甲基溴化铵5～10份、聚丙烯酸5～10份。并提供了制备方法。本发明公开提供了一种石墨烯锂离子电池的导电剂，取得的技术效果为提高电池寿命和性能，降低成本，容量保持率大于93％。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，更具体的说是涉及一种石墨烯锂离子电池的导电剂。

背景技术

锂离子电池是一种二次电池(充电电池)，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li⁺在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li⁺从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。

导电剂是为了保证电极具有良好的充放电性能，在极片制作时通常加入一定量的导电物质，在活性物质之间、活性物质与集流体之间起到收集微电流的作用，以减小电极的接触电阻加速电子的移动速率，同时也能有效地提高锂离子在电极材料中的迁移速率，从而提高电极的充放电效率。

但是，现有导电剂在制作成本、提高电池性能和使用寿命方面有待提高。

因此，如何提供一种石墨烯锂离子电池的导电剂，显著提高电池的使用寿命和性能是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种石墨烯锂离子电池的导电剂。本发明通过优化原料配比，降低成本，同时通过加入具有分散和粘结性能的原料，既提高了分散性能，同时又避免了因加入过多粘结原料造成电池内阻增大或发热量显著增大的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种石墨烯锂离子电池的导电剂，按重量份包括以下原料：石墨烯90～110份、碳纳米管30～40份、环状碳酸酯80～100份、丙酮50～70份、十六烷基三甲基溴化铵5～10份、聚丙烯酸5～10份。

优选的：按重量份包括以下原料：石墨烯100份、碳纳米管35份、环状碳酸酯90份、丙酮60份、十六烷基三甲基溴化铵8份、聚丙烯酸7份。

有益效果在于：石墨烯具有良好的导电性，其导电性优于碳纳米管，综合成本考量将其搭配使用，加入十六烷基三甲基溴化铵和聚丙烯酸提高分散性和电池的使用寿命。

本发明还提供了石墨烯锂离子电池的导电剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将石墨烯和碳纳米管球磨处理，获得混合物料；

(2)将混合物料、环状碳酸酯和丙酮混合，充分搅拌，再加入十六烷基三甲基溴化铵和聚丙烯酸超声处理后，得到石墨烯锂离子电池的导电剂。

有益效果在于：本发明提供的导电剂制备工艺简单，易于工业化生产。

优选的：步骤(1)球磨的时间为1.5～2h。

有益效果在于：采用球磨方法处理，可以对原料充分粉碎，提高导电效率。

优选的：步骤(1)球磨置于惰性气体保护下，惰性气体为氮气。

优选的：步骤(2)搅拌为500～1000r/min；搅拌时间为0.5～1h。

优选的：步骤(2)超声的频率为20～30kHz，功率为100～150W；超声处理时间为20～40min。

有益效果在于：使导电剂更易扩散或迁移，提高电池性能。

本发明还提供了一种石墨烯锂离子电池，包括上述的导电剂，或制备方法中包括上述的方法。