[发明专利]一种高功率型锂离子电池导电剂的制备方法及锂离子电池

说明书

一种高功率型锂离子电池导电剂的制备方法及锂离子电池，涉及锂离子电池技术领域。具体方案如下：将聚合物单体加入含有模板剂的水溶液中，分散均匀，于‑30～50℃下静置0.5‑24h，加入聚合物引发剂引发聚合物单体的聚合，得到固含量为5‑55wt％的导电剂聚合物悬浊液；将导电剂聚合物悬浊液离心分离后，下层沉淀物用无水乙醇洗涤若干次，至上层液无色澄清，除去上层清液后，将下层沉淀物置于真空干燥箱中60‑90℃真空环境干燥12‑48h并研磨得到固体粉末S；将固体粉末S置于N₂或Ar气体环境中高温碳化得到高功率型锂离子电池导电剂。利用本发明制备的导电剂制成的正负极具有高的电子电导率和离子电导率，能够显著提升锂离子电池的大倍率充放电能力。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种高功率型锂离子电池导电剂的制备方法及含有该导电剂的锂离子电池。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高，尺寸灵活，应用领域不受限等诸多优点，由此受到了各个行业的热切关注以及大力追捧。锂离子电池技术水平的快速发展对手机、笔记本电脑等便携式电子设备以及新能源动力车等行业产生了极大的促进作用，反过来同样下游行业的高速提升又对锂离子电池接连不断地提出更高、更先进的技术产品要求。在体积能量密度、重量能量密度达到瓶颈的今天，各个行业开始对电池提出了越来越严苛的快充、瞬时功率、低温放电等方面的技术要求。受限于电池的化学体系影响，电池极化是影响电芯的快充、瞬时功率、低温冷启动的关键因素，其中的低温冷启动性能不足更是由于低温下电芯极化迅速增加导致的，因此降低电芯极化成为了现代锂离子电池发展不可忽视的重要研究课题。

膜片中的导电剂是降低电池化学极化和扩散阻抗极化的最有效策略之一，对于提升电池的快充、瞬时功率以及低温放电能力有最直接的影响。目前主流使用的导电剂是由化工原材料在空气不足的条件下经不完全燃烧或受热分解而得的微细粉末，其中材料的颜色、细度、比重通过原材料选择、工艺调整等来进行控制，其中材料的粒径、比表面积以及吸油值是表征导电剂的关键指标参数。良好的导电剂应该是具有比较高的比表面积、大小适中的粒径以及高的吸油值，但是目前的导电剂由于是无机导电剂，对电解液的亲和性差，使得膜片的离子电导率很低，导致了很大的离子扩散阻抗，阻碍了电芯功率性能的提升，表现为较弱的快充性能、较低的瞬时功率以及差的低温冷启动性能。

发明内容

本发明的目的是为了改善以上问题导致的极化现象，提升电芯的高功率性能，本发明提供了一种高功率型锂离子电池导电剂的制备方法，利用导电聚合物的有机特性以及导电特性制备衍生碳类导电剂，在保证导电剂具有足够的电子电导率的同时，使其同时具有较好的溶剂亲和性，保障了充足的离子电导率，同时降低了膜片的电子极化以及离子极化，有效地改善了电池的快充性能和低温冷启动性能，提高了电池的瞬时功率。

本发明的第二个目的是提供一种含有上述导电剂的锂离子电池。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案如下:

一种高功率型锂离子电池导电剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将聚合物单体加入含有模板剂的水溶液中，分散均匀，于-30～50℃下静置0.5-24h，加入聚合物引发剂引发聚合物单体的聚合，得到固含量为5-55wt％的导电剂聚合物悬浊液；

步骤二：将导电剂聚合物悬浊液离心分离后，下层沉淀物用无水乙醇洗涤，然后再离心分离，重复用无水乙醇洗涤和离心分离步骤若干次，至离心分离后的上层液无色澄清，除去上层清液后，将下层沉淀物置于真空干燥箱中60-90℃真空环境干燥12-48h并研磨得到固体粉末S；

步骤三：将固体粉末S置于N₂或Ar气体环境中高温碳化得到高功率型锂离子电池导电剂。

进一步的，步骤一中，所述模板剂的水溶液的浓度范围为0.1～5wt.％。

进一步的，步骤一中，按质量份计，所述聚合物单体与聚合物引发剂的比例范围为1:1～1:5。