[发明专利]一种导电浆料及其制备方法和应用、电池

说明书

本发明公开一种导电浆料及其制备方法和应用、电池，涉及电池技术领域，以提高电池充电和放电的综合性能。该导电浆料包括改性石墨烯、碳纳米管、导电炭黑、分散剂和溶剂，改性石墨烯具有含氧官能团和缺陷。该导电浆料的制备方法包括：对石墨类材料进行预处理，获得具有含氧官能团和缺陷的改性石墨烯；将改性石墨烯、碳纳米管、导电炭黑、分散剂、溶剂混合均匀，获得导电浆料。本发明用于电池。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种导电浆料及其制备方法和应用、电池。

背景技术

随着能源与环境问题的日显突出，电动汽车的发展势在必行。其中，锂离子电池具有较高的能量密度及较高的比功率，被公认为是最具发展潜力的电动汽车动力电池。

然而，锂离子电池的正极材料一般为过渡金属氧化物或过渡金属的磷酸盐，它们的电导率低，一般是半导体或者是绝缘体，为了改善锂离子电池的导电性，在电池制备的过程中必须加入导电浆料。但是，利用现有的导电浆料不足以满足电动汽车动力电池的需求，因此，需要提供更加优质的导电浆料以提高电极材料充电和放电的综合性能，从而提高电池充电和放电的综合性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种导电浆料及其制备方法和应用、电池，以提高电池充电和放电的综合性能。

为了实现上述目的，本发明提供一种导电浆料，该导电浆料包括改性石墨烯、碳纳米管、导电炭黑、分散剂和溶剂，所述改性石墨烯具有含氧官能团和缺陷。

与现有技术相比，本发明提供的导电浆料的导电剂由改性石墨烯、碳纳米管和导电炭黑组成。当该导电浆料用于制备电池时，改性石墨烯为二维平面碳材料，可以附着在电池中的活性物质上，与电池中的活性物质形成点面接触，为活性物质提供大量的导电接触位点，使电子能够在二维平面内传导；碳纳米管为一维碳纳米材料，与电池中的活性物质为点线接触，在活性物质间充当“导线”的作用，使得电子能够沿碳纳米管进行远距离的传导，在活性物质间穿插形成网状结构；因此，改性石墨烯和碳纳米管高效的结合，可以形成相互交联的三维立体导电网络，提供更加丰富的导电网络，从而获得的导电浆料具有更高的导电效率。导电炭黑为较小的颗粒，与电池中的活性物质为点点接触，可以渗入活性物质颗粒间的空隙、改性石墨烯与活性物质间的空隙以及碳纳米管与活性物质间的空隙，充分增加活性物质的利用率，以进一步的提高获得的导电浆料的导电效率。

由上述可知，改性石墨烯、碳纳米管和导电炭黑有着良好的互补趋势，故将改性石墨烯、碳纳米管和导电炭黑结合起来，可使三者在空间上形成相互交联的三维立体导电网络，从而获得的导电浆料具有更高的导电效率，进而提高了利用该导电浆料制备的电池的充电和放电的综合性能。

另外，本发明提供的导电浆料中的改性石墨烯具有含氧官能团和缺陷，改性石墨烯具有的含氧官能团提高了改性石墨烯与溶剂和分散剂等有机高分子的亲和力，不仅易于分散，且使得改性石墨烯与溶剂和分散剂等有机高分子形成了更好的结合，防止了改性石墨烯片层团聚沉降，稳定性较高；改性石墨烯具有的缺陷可以嵌入碳纳米管和导电炭黑颗粒，进一步的防止改性石墨烯的团聚，且增强了改性石墨烯与其他组分在空间上的协同效应，使得改性石墨烯、碳纳米管和导电炭黑所制得的复配浆料的稳定性得以较大幅度提升。

本发明还提供了上述导电浆料的制备方法，包括：对石墨类材料进行预处理，获得具有含氧官能团和缺陷的改性石墨烯；将所述改性石墨烯、碳纳米管、导电炭黑、分散剂、溶剂混合均匀，获得导电浆料。

与现有技术相比，本发明提供的导电浆料的制备方法有益效果与上述技术方案所提供的导电浆料的有益效果相同，在此不做赘述。

本发明还提供了上述导电浆料在电池中的应用。

与现有技术相比，本发明提供的导电浆料在电池中的应用的有益效果与上述技术方案所提供的导电浆料的有益效果相同，在此不做赘述。

本发明还提供了一种电池，包括上述导电浆料。