[发明专利]一种类石榴籽结构高弹模导电组装体的制备方法

说明书

本发明涉及新材料技术领域，旨在提供一种类石榴籽结构高弹模导电组装体的制备方法。本发明采用原位还原法，通过精确调控单层氧化石墨烯表面官能团的水解、聚合程度，在石墨烯表面原位生长出Ag/Co/Ni复合颗粒，形成结合力优异的连续类石榴籽结构。同时，通过脂肪酸甲基单乙醇酰胺诱导作用，使得前驱体单层氧化石墨烯间形成较高强度的氢键连接，最终在复合颗粒表面获得类似“石榴籽衣”的连续的石墨烯。本发明获得导电组装体具有更高的电导率，可以作为锂离子电池等新能源电池的导电剂。具有较高的弹性模量，与电极材料的正负极都具有良好的匹配性。产品易于分散，能够用于多种溶剂体系。制备工艺简单，有利于规模化推广。

技术领域

本发明涉及新材料技术领域，具体涉及一种类石榴籽结构高弹模导电组装体的制备方法。

背景技术

能源和环境已成为人类最为关注的问题，开发新能源，减少化石燃料排放，实现低碳经济是全球能源的变革趋势，世界各国都纷纷制定了开发新能源和可再生能源开发利用规划及采取相应措施，随着“碳达峰”与“碳中和”双碳目标的推进，新能源材料及器件的研究至关重要。

动力及储能电池作为双碳重要的支撑，是影响新能源产业发展的最关键因素之一。各国围绕提高电池比容量、快速充放电、安全性、封装和成组和降低成本等方向竞相加大对动力锂电池及相关储能材料的研发和生产。我国大力发展新能源汽车动力电池及其主要配套高新技术和材料，加大对新能源开发和利用方面的投入和建设。

现在动力电池电极材料用导电剂主要以低端炭黑为主，为了满足电极导电性的要求，需要添加大量不参与能量存储的导电剂，反而降低了电极的能量密度，无法满足动力型锂离子电池储能密度高和快速充放电的要求。同时，由于导电剂与电极材料模量不匹配，充放电过程中由于受热等原因容易剥落，从而导致电池失效寿命短，甚至导致爆炸事故，极易对人身和社会环境安全造成危害。因此，开发高品质的新型导电剂材料是必然发展趋势。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种类石榴籽结构高弹模导电组装体的制备方法。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种类石榴籽结构高弹模导电组装体的制备方法，包括如下步骤：

(1)按质量比3：0.5：0.2称取正辛醇、无水乙醇和去离子水，配制成混合溶液A，在85℃条件下加热20分钟；

(2)根据摩尔比1∶0.7∶0.3称取AgNO3、Co(NO3)₂和Ni(NO3)₂，加入到加热后的混合溶液A中；然后加入柠檬酸，柠檬酸与Ag的摩尔比为0.05：1；再置于120℃油浴中搅拌20-35分钟，配制成2mol/L的溶液B；

(3)称取0.5g/L的单层氧化石墨烯溶液，加入脂肪酸甲基单乙醇酰胺，搅拌40分钟后，加入乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮，获得溶液C；

其中，脂肪酸甲基单乙醇酰胺、乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮与氧化石墨烯的质量比为2.5:100:30:100；

(4)将溶液B加入到溶液C中，超声分散后获得溶液D；

(5)将溶液D加入反应釜中，在130-150℃保温1.5-3小时，获得溶液E；

(6)将溶液E喷雾干燥处理，即获得类石榴籽结构高弹模导电组装体；该导电组装体中，在石墨烯表面原位生长出Ag/Co/Ni复合颗粒的连续结构，并在复合颗粒表面获得连续的石墨烯。

作为本发明的优选方案，所述步骤(3)中，在单层氧化石墨烯溶液中，单层氧化石墨烯的片径尺寸为2-10微米。

作为本发明的优选方案，所述步骤(4)中，所述超声分散是指，在75℃下超声分散处理5-10分钟。