一种锂电池专用异构石墨烯导电剂及其制备方法与流程

文档序号:12275693阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种锂电池专用异构石墨烯导电剂,其特征在于:具有有序介孔的异构导电剂,由以下原料按重量份制备而成:

石墨粉 80-95,

不同结构的含碳微粒 5-10,

分散剂 0.5-1,

乳化剂 0.5-1,

异构剂 1-2;

其中,所述的不同结构的含碳微粒为微球炭黑、碳纳米管、碳纤维、炭黑/氮化铝纤维、炭黑/氮化硼微球、炭黑/云母片微片的两种及两种以上的复合微粒;

所述的乳化剂为丙二醇脂肪酸酯、硬脂酸钾、酪蛋白酸钠、聚甘油单油酸酯、蔗糖脂肪酸酯中的一种或几种;

所述的异构剂为双酚F型环氧树脂、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、双酚A 二缩水甘油醚、2,4-甲苯二异氰酸酯中的一种或几种;

所述的锂电池专用异构石墨烯导电剂具体制备方法如下:

(1)将石墨粉、分散剂放入研磨机中研磨30min,在40-60KHz频率下超声分散2h, 干燥得到分散石墨;

(2)将不同结构的含碳微粒、乳化剂与适量水在高速搅拌条件下进行界面改性,控制搅拌速度在1500-3000r/min,温度在60-80℃,搅拌30-60min,得到改性含碳微粒乳液;

(3)将步骤(1)得到的分散石墨、异构剂与适量水加入异构化反应器,同时控制温度在80-100℃,压强在2-5MPa,异构化反应器为密闭式研磨装置,研磨腔为圆柱形或圆锥形的密闭腔体,在高压条件下使分散石墨被逐渐研磨剥离成石墨烯,同时连续均匀泵入步骤(2)得到的含碳微粒乳液,被剥离的石墨烯在异构剂作用下使石墨烯层界面形成可缠绕基团,与不断加入的含碳微粒连接异构化形成有序介孔的稳固网络结构,得到均匀分散的浆体;

(4)将步骤(3)得到的分散浆体通过高压喷嘴喷入反应炉,经过不完全燃烧、急冷,由旋风分离器分离得到锂电池专用异构石墨烯导电剂。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池专用异构石墨烯导电剂,其特征在于,所述的石墨粉为天然鳞片石墨、膨胀石墨、可膨胀石墨、氧化石墨中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种锂电池专用异构石墨烯导电剂,其特征在于,所述的研磨机为圆盘式研磨机、转轴式研磨机、钢球研磨机或齿轮研磨机。

4.根据权利要求1所述的一种锂电池专用异构石墨烯导电剂,其特征在于,所述的石墨粉粒径为3-40μm。

5.根据权利要求1所述的一种锂电池专用异构石墨烯导电剂,其特征在于,所述的不同结构的含碳微粒粒径为5nm-1000nm。

6.根据权利要求1所述的一种锂电池专用异构石墨烯导电剂,其特征在于,所述的分散剂为聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素钠、聚乙烯吡咯烷酮中、明胶、苯扎氯铵中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的一种锂电池专用异构石墨烯导电剂,其特征在于,步骤(3)所述的异构化反应器机身上进料口设置流速控制表,以确保含碳微粒乳液匀速加入,研磨腔设置压力表连接点。

8.根据权利要求1所述的一种锂电池专用异构石墨烯导电剂,其特征在于,步骤(3)所述的连续均匀泵入优选在异构反应全程连续均匀泵入。

9.根据权利要求1所述的一种锂电池专用异构石墨烯导电剂,其特征在于,步骤(3)所述的异构化反应器外壳上设有冷却液循环腔,以带走研磨过程中的热量,保证研磨的顺利进行。

10.根据权利要求1或10任一项所述的一种锂电池专用异构石墨烯导电剂,其特征在于,所述连续均匀泵入的流体速率为0.5-1L/min。

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