[发明专利]碳点复合导电剂及其制备方法与应用

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种碳点复合导电剂及其制备方法与应用，该碳点复合导电剂的制备方法包括以下操作：将1,3‑二羟基萘和高碘酸钾按照质量比为1：2~1：8进行混合并通过溶剂热反应合成前驱体，将前驱体通过透析或离心方式，获得导电碳点材料；将导电碳点材料、多壁碳纳米管混合，混合得到的混合物再与分散剂按照一定质量比添加到溶剂中高粘搅拌，稀释、超声分散，得到碳点复合导电剂。本发明还公开了包括碳点复合导电剂的正极片、负极片及锂离子电池。将该制备方法得到的导电剂应用于锂离子电池中可以提升导电材料在溶剂中的分散能力，提高导电浆料的加工性能，提高了锂离子电池的导电性。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种碳点复合导电剂及其制备方法与应用。

背景技术

在3C电子产品更新迭代层出不穷的当下，锂离子电池作为电子产品的基本构件其性能在一定程度上影响到了电子产品整体的性能，尤其是电池的快充性能以及电池容量等直接影响到电子产品续航能力的性能更是备受关注。这些性能一方面受制于正负极活性物质能量密度上限和电芯结构设计的瓶颈，另一方面也促使科研人员不断探索正负极配方中除活性物以外的添加剂的改善效果。在锂离子电池正负极材料在实际的应用过程中往往会通过加入石墨烯、碳纳米管、导电炭黑等导电材料来提升正负极片整体的导电性能。

但现有的导电材料如碳纳米管、石墨烯等碳材料往往在溶剂中难以分散,与其他材料搅拌匀浆加工性不良，难以有效在活性物质表面均匀分散，从而影响极片整体导电性进而影响锂离子电池电学性能。因此，有必要提升导电材料在溶剂中的分散能力。

鉴于此，确有必要提供一种解决上述技术问题的技术方案。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种碳点复合导电剂及其制备方法与应用，将该制备方法得到的导电剂应用于锂离子电池中可以提升导电材料在溶剂中的分散能力，提高导电浆料的加工性能，降低锂离子电池的离子电阻提高导电性。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种碳点复合导电剂的制备方法，包括以下操作：

将导电碳点材料、多壁碳纳米管混合，混合得到的混合物再与分散剂按照一定质量比添加到溶剂中高粘搅拌，稀释、超声分散，得到碳点复合导电剂。

通过如下制备方法获得导电碳点材料：将1,3-二羟基萘和高碘酸钾混合并通过溶剂热反应合成前驱体，将前驱体通过透析或离心方式，获得导电碳点材料。其中，1,3-二羟基萘与高碘酸钾的质量比为1：2~1：8；在一些实施例中，1,3-二羟基萘与高碘酸钾的质量比为1:2、1:4、1:6、1:8等。优选的，在制备前驱体之后经过高温还原，将前驱体放置于900℃高温、纯氩气环境下1小时。优选的，所述溶剂为乙醇或水；热反应在高温高压反应釜中加热完成。优选的，采用透析机或离心机进行透析或离心。

再者，导电碳材料为碳纳米管或石墨烯，优选的，碳纳米管采用经济实用的多壁碳纳米管。

在一些实施例中，导电碳点材料、多壁碳纳米管的质量比为10：1~2:1，例如：导电碳点材料与多壁碳纳米管的质量比为10:1或8:1或6:1或5:1或4:1或2:1等。获得的导电碳点材料具有较大的比表面积和较小的单体粒径，具有易分散性能，多壁碳纳米管具有一定比表面积；将导电碳点材料与多壁碳纳米管结合使用工艺，导电碳点材料能较好的填充于碳管间隙，形成较好的导电网络，导电碳点材料能够均匀分散在多壁碳纳米管表面，从而可以抑制导电材料团聚，提升导电浆料搅拌分散加工性的优势，能有效降低分散工艺难度并且提高极片与集流体之间的结合力，同时降低锂离子电池的离子电阻提高导电性。且，本发明中导电碳点材料与多壁碳纳米管混合是物理复合，保证了两种材料的导电性，同时延长混合稳定性。