用于锂电池集流体的银灰色导电浆料及其制备方法和用途与流程

本发明涉及导电浆料及其制备和用途，特别是涉及一种粘结性强、导电性能优异，且生产成本低的用于锂电池集流体的银灰色导电浆料及其制备方法和用途。

背景技术：

随着锂离子电池行业的快速发展及市场的不断拓展，对锂离子电池的性能要求不断提升，其中，高功率充放电、高安全性能、长寿命的动力电池在锂离子电池行业占主导地位。集流体作为锂离子电池的必备零件，其作用是将电池活性物质产生的电流汇集起来以便形成较大的电流对外输出，这就要求集流体与活性物质之间充分接触，且内阻应尽可能小。

现有的锂电池制作工艺中，活性物质直接涂布于集流体表面，干燥后通过粘结剂实现活性物质固定于集流体表面。然而，这样的结构设计存在如下两方面的缺陷：1)刚性的金属集流体与活性物质颗粒间的接触面积有限，界面电阻较大，引起电池内阻的上升，对于电池性能特别是大电流充放电条件下的性能存在负面影响；2)粘结剂的粘结强度有限，在持续的充放电过程中，很容易发生活性物质与集流体间的膨胀脱离，导致电池内阻进一步加大，使得电池的循环寿命和安全性能受到影响。为了克服上述问题，研究发现通过对集流体进行表面处理则可有效改善集流体与锂离子电池活性物质粘结性能，以减少粘结剂的使用，从而提高锂离子电池的导电性能。因此，如何提供一种导电性好且粘结效果好，使电池容量得到更好地发挥，且制备工艺简单的表面处理材料则成为一种客观需求。

技术实现要素：

本发明旨在解决上述问题，而提供一种能够提高锂电池活性物质与集流体之间的粘附性能，提高集流体导电性、降低电池的电阻，防止集流体腐蚀及氧化，以提高电池的稳定性，安全性及可靠性的用于锂电池集流体的银灰色导电浆料。

为实现本发明的目的，本发明提供了一种用于锂电池集流体的银灰色导电浆料，该导电浆料包含以重量百分比计的如下组分：

所述导电碳源为人造石墨、天然石墨中的一种或其组合，其颜色为浅黑色、银灰色或灰白色。

优选地，本发明的用于锂电池集流体的银灰色导电浆料包含以重量百分比计的如下组分：

所述导电碳源为人造石墨、天然石墨中的一种或其组合，其颜色为浅黑色、银灰色或灰白色。

所述导电碳源的粒径为15纳米～50微米。

所述导电胶为水性LA-133，聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纤维素或丁苯橡胶的一种。

所述消泡剂为乙醇、甲醇、聚乙二醇、氧化钙中的一种或者几种的组合。

所述溶剂为去离子水。

本发明还提供了一种用于锂电池集流体的银灰色导电浆料的制备方法，该方法包括如下步骤：

a、将溶剂和导电胶按35～91.5:3～25的重量比加入搅拌机内搅拌0.5～3小时；

b、向搅拌机内加入重量百分比含量为5～30的导电碳源搅拌1～5小时，再加入重量百分比含量为0.5～10的消泡剂搅拌0.5～2小时，得到银灰色的初分散导电浆料；

c、将步骤b中的初分散导电浆料加入分散装置中分散3-10遍，得到银灰色导电浆料。

步骤c中，所述的分散装置为搅拌机、磨砂机或细胞粉碎仪。

本发明还提供了一种用于锂电池集流体的银灰色导电浆料作为锂离子电池铝/铜箔导电涂层的应用。

本发明的贡献在于，其有效解决了现有用于锂电池集流体的导电浆料粘结强度有限，且导电浆料加工工艺复杂，生产成本高的问题。本发明通过以导电碳源、导电胶、消泡剂及溶剂为原料制备的银灰色导电浆料，应用到集流体上得到集流体导电涂层，其不仅能提供静态导电性能，收集锂离子电池正负极活性物质的微电流，从而可以大幅度降低活性物质和集流体之间的电阻，而且还可提高两者之间的附着力，大幅度减少粘结剂的用量，对集流体起到防腐蚀及氧化作用，提高电池的导电性、稳定性、安全性及可靠性，提高电池配组，降低电池生产厂家成本，进而使电池的整体性能产生显著的提升。本发明还具有制备工艺简单、生产成本低、使用寿命长、产品不良率低的特点。

【附图说明】

图1是本发明的导电浆料的示意图。

图2是本发明的导电浆料涂覆于铝/铜箔的示意图。

图3是本发明的导电浆料SEM图。

图4是本发明的铝/铜箔导电涂层断面SEM图。

【具体实施方式】

下列实施例是对本发明的进一步解释和补充，对本发明不构成任何限制。

实施例1

向搅拌机中分别加入60克去离子水和15克聚乙烯吡咯烷酮搅拌2小时，然后加入20克平均粒径为5微米的灰色导电人造石墨搅拌3小时，最后加入5克乙醇继续搅拌1小时，得到颜色为银灰色的初分散导电浆料，将初分散导电浆料用磨砂机分散6遍，得到银灰色导电浆料，如图1所示。

将得到的导电浆料进行SEM表征，表征结果如图3所示，从SEM图可看出银灰色导电浆料分散均匀。将得到的导电浆料在涂布机中涂布于锂电池的集流体中，得到银灰色集流体涂层，如图2所示。将得到的涂层进行SEM表征，表征结果如图4所示，从SEM图可看出银灰色导电浆料与集流体接触密实。将银灰色涂层应用到锂离子电池中，测试结果表明，本发明的银灰色导电浆料可降低电池活性物质与集流体之间的电阻，提高电池的稳定性、安全性及可靠性，其导电性能明显优于黑色导电浆料，且厚度薄，电极与集流体之间的粘附着性能优势明显，电池厂家在应用时易识别，可降低产品的不良率，提高电池的一致性。

实施例2

向搅拌机中分别加入66克去离子水和10克LA-133搅拌2小时，然后加入20克平均粒径为20微米的灰色导电人造石墨搅拌3小时，最后加入4克甲醇继续搅拌1小时，得到颜色为银灰色的初分散导电浆料，将初分散导电浆料用细胞粉碎仪分散6遍，得到银灰色导电浆料。

将得到的导电浆料进行SEM表征，从表征结果可看出银灰色导电浆料分散均匀。将得到的导电浆料在涂布机中涂布于锂电池的集流体中，得到银灰色集流体涂层。将得到的涂层进行SEM表征，表征结果表明银灰色导电浆料与集流体接触密实。将银灰色涂层应用到锂离子电池中，测试结果表明，本发明的银灰色导电浆料可降低电池活性物质与集流体之间的电阻，提高电池的稳定性、安全性及可靠性，其导电性能明显优于黑色导电浆料，且厚度薄，电极与集流体之间的粘附着性能优势明显，电池厂家在应用时易识别，可降低产品的不良率，提高电池的一致性。

实施例3

向搅拌机中分别加入35克去离子水和25克羧甲基纤维素搅拌3小时，然后加入30克平均粒径为50微米的灰白色导电天然石墨搅拌5小时，最后加入10克聚乙二醇继续搅拌2小时，得到颜色为银灰色的初分散导电浆料，将初分散导电浆料用砂磨机分散10遍，得到银灰色导电浆料。

将得到的导电浆料进行SEM表征，从表征结果可看出银灰色导电浆料分散均匀。将得到的导电浆料在涂布机中涂布于锂电池的集流体中，得到银灰色集流体涂层。将得到的涂层进行SEM表征，表征结果表明银灰色导电浆料与集流体接触密实。将银灰色涂层应用到锂离子电池中，测试结果表明，本发明的银灰色导电浆料可降低电池活性物质与集流体之间的电阻，提高电池的稳定性、安全性及可靠性，其导电性能明显优于黑色导电浆料，且厚度薄，电极与集流体之间的粘附着性能优势明显，电池厂家在应用时易识别，可降低产品的不良率，提高电池的一致性。

实施例4

向搅拌机中分别加入91.5克去离子水和3克丁苯橡胶搅拌0.5小时，然后加入5克平均粒径为200纳米的银灰色导电人造石墨搅拌1小时，最后加入0.5克氧化钙继续搅拌0.5小时，得到颜色为银灰色的初分散导电浆料，将初分散导电浆料用砂磨机分散3遍，得到银灰色导电浆料。

将得到的导电浆料进行SEM表征，从表征结果可看出银灰色导电浆料分散均匀。将得到的导电浆料在涂布机中涂布于锂电池的集流体中，得到银灰色集流体涂层。将得到的涂层进行SEM表征，表征结果表明银灰色导电浆料与集流体接触密实。将银灰色涂层应用到锂离子电池中，测试结果表明，本发明的银灰色导电浆料可降低电池活性物质与集流体之间的电阻，提高电池的稳定性、安全性及可靠性，其导电性能明显优于黑色导电浆料，且厚度薄，电极与集流体之间的粘附着性能优势明显，电池厂家在应用时易识别，可降低产品的不良率，提高电池的一致性。

实施例5

向搅拌机中分别加入55克去离子水和15克LA-133搅拌2小时，然后加入25克平均粒径为15纳米的灰色导电人造石墨搅拌3小时，最后加入5克乙醇继续搅拌1小时，得到颜色为银灰色的初分散导电浆料，将初分散导电浆料用砂磨机分散6遍，得到银灰色导电浆料。

将得到的导电浆料进行SEM表征，从表征结果可看出银灰色导电浆料分散均匀。将得到的导电浆料在涂布机中涂布于锂电池的集流体中，得到银灰色集流体涂层。将得到的涂层进行SEM表征，表征结果表明银灰色导电浆料与集流体接触密实。将银灰色涂层应用到锂离子电池中，测试结果表明，本发明的银灰色导电浆料可降低电池活性物质与集流体之间的电阻，提高电池的稳定性、安全性及可靠性，其导电性能明显优于黑色导电浆料，且厚度薄，电极与集流体之间的粘附着性能优势明显，电池厂家在应用时易识别，可降低产品的不良率，提高电池的一致性。

籍此，本发明通过以导电碳源、导电胶、消泡剂及溶剂为原料制备的银灰色导电浆料，应用到集流体上得到集流体导电涂层，其不仅能提供静态导电性能，收集锂离子电池正负极活性物质的微电流，从而可以大幅度降低活性物质和集流体之间的电阻，而且还可提高两者之间的附着力，大幅度减少粘结剂的用量，对集流体起到防腐蚀及氧化作用，提高电池的导电性、稳定性、安全性及可靠性，提高电池配组，降低电池生产厂家成本，进而使电池的整体性能产生显著的提升。本发明还具有制备工艺简单、生产成本低、使用寿命长、产品不良率低的特点。

尽管通过以上实施例对本发明进行了揭示，但本发明的保护范围并不局限于此，在不偏离本发明构思的条件下，对以上各构件所做的变形、替换等均将落入本发明的权利要求范围内。