[发明专利]一种石墨烯高能锂电池复合正极浆料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种石墨烯高能锂电池复合正极浆料，涉及锂电池正极浆料技术领域。本发明以解决现有技术使用的正极浆料导致锂电池储能降低、循环性能和稳定性差，致使使用过程容易发热、寿命缩短、利用率降低的技术问题，因此，本发明提供了一种石墨烯高能锂电池复合正极浆料。与传统锂电池正极浆料相比，本发明制备的正极复合浆料，在温度35℃，1C充电6C放电500次循环情况下，电池容量从195.256mAh/g衰减至193.658mAh/g，容量保持率达到99.18％，提高了放电比容量、抗衰减性能增强，而且具有高循环寿命和高容量稳定性。

技术领域

本发明涉及锂电池正极浆料技术领域，特别地，涉及一种石墨烯高能锂电池复合正极浆料及其制备方法。

背景技术

锂离子电池因具有高能量密度、长循环寿命、环境友好等优点,如今已广泛应用于手机、笔记本电脑和数码电子产品等便携式设备中。但是,随着电子器件向小型化、轻量化方向发展,对锂离子电池的正、负极浆料的比容量、循环寿命、倍率特性等要求越来越高。现有的锂电池浆料在稳定性和循环寿命等方面己经不能满足市场需要。

锂离子电池正极浆料在锂电池中占据核心地位，锂离子电池正极浆料的性能直接影响着锂离子电池的的各项性能指标，锂电池的正极浆料的成本也直接决定电池成本高低。锂离子电池的正极浆料通常是由活性材料(如磷酸铁锂、钴酸锂、三元材料等)与导电剂和黏结剂一起在溶剂中分散后形成的均匀胶状混合物，其中活性材料具有脱嵌锂离子的特性，决定了锂离子电池的电压和能量密度等基本性能，导电剂大多是一些能够增加活性材料导电性的石墨类化合物，而黏结剂则使得活性材料、导电剂以及集流体之间形成紧密的界面接触和电子迁移通道。由于目前现有技术使用的锂电池正极浆料往往使锂电池储能降低、循环性能差，稳定性差，在使用过程中容易发热，导致锂电池寿命缩短，利用率降低。

石墨烯是单层的碳原子，以sp²杂化轨道组成的片状连续六角型的二维浆料。它是已知的世上最薄、最高强度和硬度、几乎完全透明的晶体浆料，只吸收2.3％的可见光，理想状态下的强度约为普通钢的100倍。它的电阻率约为10^-6Ω·m，低于铜和银，为世上电阻率最小的浆料，理论比表面积可达到2630m²/g，这些使石墨烯在储能器件方面(如锂离子电池、超级电容器、太阳能电池等)具有非常广阔的应用前景。

发明内容

本发明目的在于提供一种石墨烯高能锂电池复合正极浆料及其制备方法，以解决现有技术使用的正极浆料导致锂电池储能降低、循环性能和稳定性差，致使使用过程容易发热、寿命缩短、利用率降低的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种石墨烯高能锂电池复合正极浆料,该复合正极浆料由活性材料、分散剂、黏结剂、导电剂和溶剂组成。

进一步，所述的活性材料、分散剂、黏结剂、导电剂和溶剂重量比为6-9:2-4:1-3：1.5-2.5:15-20。

进一步，所述的活性材料、分散剂、黏结剂、导电剂和溶剂重量比为7.5:3:2:2:17.5。

进一步，所述的活性材料，由以下按照重量份数的原料组成：10-20份改性磷酸铁锂、5-8份钴酸锂、6-9份镍酸锂。

进一步，所述的分散剂，由以下按照重量份数的原料组成：3-7份聚丙烯酸钠、2-4份脂肪醇聚氧乙烯醚、0.5-1.5份木质磺酸钠。

进一步，所述的黏结剂，由以下按照重量份数的原料组成：1-2份明胶、3-5份改性聚丙烯酸酯。

进一步，所述的导电剂，由以下按照重量份数的原料组成：0.5-1.2份二硫化钴、10-15份石墨烯、2.5-4份纳米碳纤维、2.5-3.5份乙炔黑、20-30份丁内酯。

进一步，所述的溶剂为蒸馏水。