石墨烯作為導電劑鋰離子電池負極漿料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于鋰離子電池材料制造技術領域，具體涉及一種石墨烯作為導電劑的鋰離子電池負極漿料的配方及其制備方法，特別地，本發明將全新的石墨烯作為導電劑應用于鋰離子電池負極，從而提高了鋰離子電池的性能。
【背景技術】
[0002]導電劑作為鋰離子電池負極即炭鋰化合物電極的重要組成部分，對其電極性能有較大的影響。少量的導電劑均勻的加入到電極后，它能起到增加電極內部活性物質顆粒與活性物質顆粒之間、以及活性物質與集流體之間的接觸，從而起到降低電極歐姆電阻的作用，由于導電劑是均勻分散到電極結構中，它還起到微集流體的作用，影響到電極內部電子的轉移速度，電極上的電流電位分布、電極結構的保持、電極內部吸液保持能力以及電解質溶液的分布等，進而影響到活性物質的利用率。
[0003]基于上述現狀，本發明提出了一種石墨烯作為導電劑鋰離子電池負極漿料及其制備方法。
【發明內容】
[0004]本發明提供了一種石墨烯作為導電劑鋰離子電池負極漿料及其制備方法，本發明將全新的石墨烯作為導電劑材料應用于鋰離子電池負極漿料，提供了活性物質與其它輔料之間合理的配比。
[0005]本發明采取如下技術方案:
石墨烯作為導電劑鋰離子電池負極漿料，其包含以下重量比例的各組分:活性物質18%?50%，導電材料1.2%?3.8%，分散劑1%?2.5%，粘合劑0.6%?1.5%，余量為溶劑；導電材料選用石墨烯。
[0006]優選的，漿料的固含量為15%?50%。
[0007]優選的，活性物質選用中間相炭微球、石墨或乙炔黑中的一種或多種混合，其克容量大于 1500mAh/g。
[0008]優選的，分散劑選用羧甲基纖維素鈉(CMC)。
[0009]優選的，粘合劑選用丁苯橡膠(SBR)。
[0010]優選的，溶劑為水。
[0011]上述石墨烯作為導電劑鋰離子電池負極漿料的制備方法，按如下步驟進行:
(1)首先將所需量70%?90%的溶劑(如水)放入攪拌器中，再加入所需量的分散劑如CMC，攪拌5?6小時；
(2)CMC溶解完全后加入所需量的粘合劑如SBR，攪拌I?2小時；
(3)粘合劑分散完全后，加入所需量的導電劑石墨烯，攪拌I?2小時；
(4)導電劑分散完全后，加入所需量的活性物質，攪拌5?6小時。所有組分分散完全后，適當加入剩余溶劑調整漿料固含量至15%?50%。
[0012]本發明的有益效果是:本發明為石墨烯導電劑在鋰離子電池負極材料實際使用提供合理可靠的配方及其制備方法，使用石墨烯導電劑能夠顯著降低電池的內阻，提高電池的大電流放電性能、低溫性能，以及大電流充放電循環性能。
【具體實施方式】
[0013]下面對本發明優選實施例作詳細說明。
[0014]實施例1
石墨烯作為導電劑鋰離子電池負極漿料，包含如下比例的組分:克重容量2000mAh/g的中間相炭微球50%，石墨烯3.8%，羧甲基纖維素鈉2.5%，丁苯橡膠1.5%，余量為水。
[0015]實施例2
石墨烯作為導電劑鋰離子電池負極漿料，包含如下比例的組分:克重容量1800mAh/g的石墨18%，石墨烯1.2%，羧甲基纖維素鈉1%，丁苯橡膠0.6%，余量為水。
[0016]實施例3
石墨烯作為導電劑鋰離子電池負極漿料，包含如下比例的組分:克重容量大于1500mAh/g的石墨與乙炔黑的混合物30%，石墨烯2%，羧甲基纖維素鈉2%，丁苯橡膠1%，余量為水。
[0017]實施例4
石墨烯作為導電劑鋰離子電池負極漿料的制備方法，按如下步驟進行:
(1)首先將所需量80%的溶劑(如水)放入攪拌器中，再加入1.5%的分散劑CMC，攪拌5?6小時；
(2)CMC溶解完全后加入1.2%的粘合劑SBR，攪拌I?2小時；
(3)粘合劑SBR分散完全后，加入2.5%的導電劑，攪拌I?2小時；
(4)導電劑分散完全后，加入60%克重容量大于1500mAh/g的乙炔黑，攪拌5?6小時。所有組分分散完全后，加入剩余溶劑(如水)調整漿料固含量至45%。
[0018]實施例5
石墨烯作為導電劑鋰離子電池負極漿料的制備方法，按如下步驟進行:
(I)首先將所需量85%的溶劑(如水)放入攪拌器中，再加入1.2%的分散劑CMC，攪拌5?6小時；
(2 ) CMC溶解完全后加入0.8%的粘合劑SBR，攪拌I?2小時；
(3)粘合劑分散完全后，加入3%克重容量大于1500mAh/g的石墨烯，攪拌I?2小時；
(4)導電劑分散完全后，加入20%的中間相炭微球與乙炔黑混合物，攪拌5?6小時。所有組分分散完全后，加入剩余溶劑(如水)調整漿料固含量至16%。
[0019]本發明提供的石墨烯導電劑漿料具有導電性好、克容量高、設備簡單、成本低、適用范圍廣等特點，不僅可用于普通數碼鋰離子電池產品上，還可以應用于動力和儲能鋰離子電池中。
[0020]本領域的技術人員應認識到，以上實施例僅是用來說明本發明，而并非作為對本發明的限定，只要在本發明的范圍內，對以上實施例的變化、變形都將落在本發明的保護范圍。
【主權項】
1.石墨烯作為導電劑鋰離子電池負極漿料，其特征是包含如下比例的組分:活性物質18%?50%，導電材料1.2%?3.8%，分散劑1%?2.5%，粘合劑0.6%?1.5%，余量為溶劑;導電材料選用石墨稀。2.如權利要求1所述的石墨烯作為導電劑鋰離子電池負極漿料，其特征是:所述的負極活性物質為中間相炭微球、石墨或乙炔黑中的一種或多種混合，克容量大于1500mAh/g。3.如權利要求1所述的石墨烯作為導電劑鋰離子電池負極漿料，其特征是:所述分散劑為羧甲基纖維素鈉。4.如權利要求1所述的石墨烯作為導電劑鋰離子電池負極漿料，其特征是:所述粘合劑為丁苯橡膠。5.如權利要求1所述的石墨烯作為導電劑鋰離子電池負極漿料，其特征是:所述溶劑為水。6.如權利要求1-5任一項所述的石墨烯作為導電劑鋰離子電池負極漿料，其特征是:所述漿料的固含量為15%?50%。7.如權利要求1-5任一項所述石墨烯作為導電劑鋰離子電池負極漿料的制備方法，其按如下步驟進行: (1)首先將所需量70%?90%的溶劑放入攪拌器中，再加入所需量的分散劑； (2)分散劑溶解完全后加入所需量的粘合劑； (3)粘合劑分散完全后，加入所需量的石墨烯； (4)導電劑分散完全后，加入所需量的活性物質，攪拌5?6小時;所有組分分散完全后，加入剩余溶劑調整漿料固含量至15%?50%。8.如權利要求7所述的制備方法，其特征是:步驟(I)、步驟(4)，各攪拌5?6小時。9.如權利要求7所述的制備方法，其特征是:步驟(2)、步驟(3 )，各攪拌I?2小時。
【專利摘要】本發明公開了石墨烯作為導電劑鋰離子電池負極漿料及其制備方法。所述石墨烯作為導電劑鋰離子電池負極漿料包含如下比例的組分：活性物質18%~50%，導電材料1.2%~3.8%，分散劑1%~2.5%，粘合劑0.6%~1.5%，余量為溶劑；導電材料選用石墨烯。本發明為石墨烯導電劑在鋰離子電池負極材料實際使用提供合理可靠的配方及其制備方法，使用石墨烯導電劑能夠顯著降低電池的內阻，提高電池的大電流放電性能、低溫性能，以及大電流充放電循環性能。
【IPC分類】H01M4/583, H01M4/62, H01M10/0525
【公開號】CN105552377
【申請號】CN201610042417
【發明人】汪訓國
【申請人】浙江極力動力新能源有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2016年1月22日