[发明专利]一种复合碳纳米管导电浆料及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种复合碳纳米管导电浆料，包括如下重量份的原料：改性碳纳米管2‑4份、纳米氧化石墨烯片7‑9份、聚乙烯吡咯烷酮0.8‑1.2份、粘结剂0.5‑0.7份、N‑甲基吡咯烷酮80‑90份；本发明还公开了该导电浆料的制备工艺。本发明采用改性碳纳米管与氧化石墨烯片层进行复合，碳纳米管进行改性后，不仅能够减弱碳纳米管自身的团聚现象，提高与有机溶剂之间的相容性，促进均匀分散；另外，能够通过化学键合作用吸附于氧化石墨烯片层上，充当连接氧化石墨烯片层的介质，在氧化石墨烯片层之间建立“桥梁”作用，形成网状的导电结构，还起到支架的作用，能够防止氧化石墨烯片层的堆叠，增加导电性能，应用于电极极片时，能够发挥优良的导电性能。

技术领域

本发明属于锂电池生产领域，具体地，涉及一种复合碳纳米管导电浆料及其制备工艺。

背景技术

锂电池主要用于消费锂电、动力电池和工业储能，在整个新能源产业中占据重要一环。锂离子电池一般包括正极片、负极片、间隔于正极片和负极片之间的隔膜。正极极片包括正极集流体和涂布在正极集流体上的正极膜片，负极片包括负极集流体和涂布在负极集流体上的负极膜片。电极极片制备时，首先将活性物质、导电剂、粘接剂和溶剂一起制成电极浆料，再将其按要求涂覆在集流体表面，然后进行干燥，得到电池极片。因此，导电浆料的性能对电池极片的影响很大，而导电剂的性能直接影响电极浆料的性能。当前，电极浆料中使用较广泛的导电剂为导电炭黑、导电石墨、碳纳米管(CNTs)、石墨烯中的一种或几种的组合。

专利号为CN201910684636.5的中国发明专利公开了一种碳纳米管导电浆料及其制备方法，所述碳纳米管导电浆料包括如下质量百分含量的成分：第一碳纳米管0.1-0.5％；第二碳纳米管0.1-1％；分散剂0.1-5.2％；粘结剂0.5-4％；余量为溶剂；其中，所述第一碳纳米管的长度为100-300μm，直径为5-40nm；所述第二碳纳米管的长度为10-20μm，直径为30-100nm。该导电浆料中加入了两种不同长径比的碳纳米管，能够一定程度上增大导电性能，但是存在难以分散均匀的特点，影响导电浆料的性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合碳纳米管导电浆料及其制备工艺，采用改性碳纳米管与氧化石墨烯片层进行复合，作为导电浆料的导电剂，在对碳纳米管改性时，先将其酰氯化处理，再用多巴胺对其进行接枝处理，不仅能够减弱碳纳米管自身的团聚现象，提高碳纳米管与有机溶剂之间的相容性，促进碳纳米管的均匀分散；另外，能够通过化学键合作用吸附于氧化石墨烯片层上，充当连接氧化石墨烯片层的介质，在氧化石墨烯片层之间建立“桥梁”作用，形成网状的导电结构，还可以起到支架的作用，能够防止氧化石墨烯片层的堆叠，增加导电性能；使得到的导电浆料具有极高的导电性能，将其应用于电极极片时，能够发挥优良的导电性能。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种复合碳纳米管导电浆料，包括如下重量份的原料：改性碳纳米管2-4份、纳米氧化石墨烯片7-9份、聚乙烯吡咯烷酮0.8-1.2份、粘结剂0.5-0.7份、N-甲基吡咯烷酮80-90份；

该导电浆料由如下步骤制成：

第一步、将聚乙烯吡咯烷酮加入至N-甲基吡咯烷酮中，分散均匀，形成预分散物；分散温度为40-50℃，分散时间20-50min；

第二步、将碳纳米管和纳米氧化石墨烯片加入至上述预分散物中，先采用研磨分散设备于500-800rpm的转速下进行第一次分散，分散的温度为40-45℃，分散的时间为30-120min；然后采用研磨分散设备于800-1200rpm的转速下进行第二次分散，分散的温度为70-80℃，分散的时间为2-6h，得到混合料；

第三步、将粘结剂加入至混合料中，继续于300-400rpm的转速下分散30-50min，分散温度小于60℃，冷却至常温后，出料，得到导电浆料。

进一步地，所述改性碳纳米管由如下方法制备：