[发明专利]一种锂离子电池复合导电剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种锂离子电池复合导电剂及其制备方法，首先借助稳定剂中的单晶硅和多晶硅特性，能够实现很好的耐高温和半导电性，提高了导电剂的导电稳定性，其次因采用研磨超细处理工艺，能够将单晶硅和多晶硅通过纳米级高速搅拌球磨机实现了研磨超细处理，不仅便于与溶剂混合，此外也利于后续填充活性颗粒间的空隙，再者借助硅材料和碳纳米管的相互配合，亦可在材料内部形成发达网络的能力，在引入硅后可覆盖硅表面，使其建立高度导电和持久的连接，不仅显著加长了的循环寿命，同时也可满足电池循环寿命的要求，最后配合加压过滤处理工艺，能够借助加压快速将二次混合物通过微孔滤膜，在实现对团聚物打散的基础上，也提高了生产加工效率。

技术领域

本发明涉及锂离子导电剂技术领域，尤其涉及一种锂离子电池复合导电剂及其制备方法。

背景技术

锂离子电池以其高工作电压、高能量密度、长循环寿命、安全环保等优点，一直以来在消费类电子产品和动力类产品中受到很大的重视。而锂离子电池的正极材料一般为过渡金属的磷酸盐(如：LiMPO4)或过渡金属氧化物(如：LiMO2)，其电导率低，多数为半导体或绝缘体。理想的正极材料为电子和离子的混合导体，而目前正极材料的电子导电性不足以满足电极的导电性需求，因此需要加入导电剂来提高正极的导电性。

优异的导电剂应具备以下几个特征：1、较高的电导率，提高电子迁移速率；2、高比表面积，易于接触活性材料，且易于电解液保持；3、易于分散，在浆料配置过程中能够较好的与正、负极材料混合在一起；4、具有稳定的电化学窗口，在电池充放电过程中稳定存在。

目前的导电剂种类有颗粒状、线状、片状等，典型的有炭黑、碳纳米管、碳纤维、石墨片、石墨烯。传统的炭黑与石墨片均属于刚性纳米颗粒，利于填充活性颗粒间的空隙，但是与活性材料点-点式接触很难提高极片压实，而石墨烯和碳纳米管等新型导电剂与活性颗粒间均属于柔性接触，可以形成更稳定的导电网络，缓解因长时间循环导致的活性颗粒与导电剂脱离的情况，另一方面也可以提高极片的压实密度。基于市场的发展，对于锂离子电池的能量密度、功率密度等要求越来越高。一方面迫切需要具有高压实的正负极材料，另一方面也需要配合高压实材料使用的新型导电剂。

基于上述现状，单一的导电剂体系难以满足电池设计的需求，因此采用多种导电剂搭配使用成为新的发展趋势。但是目前导电剂存在诸多缺陷；

1、目前复合导电剂不耐高温，安全隐患差。

2、目前复合导电剂阻抗高，容易产生高电压体系胀气等负面影响。

3、现有技术中的制备工艺，容易导致团聚物凝结，影响了导电性，也易引起高温，因此加大了安全隐患。故而鉴于以上缺陷，实有必要设计一种锂离子电池复合导电剂及其制备方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：提供一种锂离子电池复合导电剂及其制备方法，来解决目前单一的导电剂体系难以满足电池设计诸多需求的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种锂离子电池复合导电剂，包含以下质量百分比的原料制成：导电剂4～10％、分散剂3～5％、稳定剂3～5％、溶剂80～90％。

进一步，所述导电剂为炭黑、碳纳米管、石墨烯中以及活性炭的一种或多种以上组成，所述炭黑、碳纳米管、石墨烯中以及活性炭均具备良好的电学和力学特性，实现了很好的电性效果。

进一步，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚丙烯酸以及聚丙烯酸酯共聚物中的一种或多种以上组成，所述聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚丙烯酸以及聚丙烯酸酯共聚物均具备良好的润滑性和分散性，能够促进导电剂和稳定剂和溶剂的分散性，有效降低团聚物凝结。

进一步，所述稳定剂为单晶硅和多晶硅一种或多种以上组成，所述的单晶硅和多晶硅均具备良好的耐高温和半导电性，提高了导电剂的导电稳定性。