锂离子电池导电浆料的稳定性添加剂、锂离子电池导电浆料及其制备方法与流程

本发明属于锂离子电池，更具体地说，它涉及一种稳定的锂离子电池导电浆料及其制备方法。

背景技术：

1、碳纳米材料为碳纳米管(cnt)、石墨烯(gr)、碳纳米纤维(cnf)以及cnt/gr复合碳纳米材料等是应用广泛的导电浆料。上述具有良好的导电性、导热性，且比表面积较大，机械性能优异，化学稳定性较好，可以作为导电添加剂应用于锂离子电池中，提升电极材料的导电性；也可以作为功能添加剂应用于复合材料中，提升复合材料的导电导热性和机械性能。然而，在实际应用中容易团聚导致分散不均匀，使得应用性能受限。

技术实现思路

1、为了解决碳纳米材料分散均匀性和存储问题，本申请提供一种基于碳纳米材料的高稳定的锂离子电池导电浆料及其制备方法。旨在通过加入添加剂成分改善导电浆料体系的稳定性，同时所述添加剂可以有效提高浆料的离子电导率，提高导电浆料的性能。

2、本发明采用如下的技术方案予以实现：

3、本发明第一方面提供锂离子电池导电浆料的稳定性添加剂，其为聚酰胺类均聚物，包括脂肪族聚酰胺、半芳香族聚酰胺，所述添加剂为式(1)所示化合物的至少一种；

4、[-nh-r1-co-]n   (1)；

5、式中，r1为c5-c20的具有支链结构的饱和烷基或者具有支链结构的饱和脂肪酸或者具有支链结构的芳香烃，n为1到15的正整数。

6、优选地，式(1)中r1为-ch((ch2)4ch3)-、-ch((ch2)8ch3)-、-ch((ch2)5cooh)-、-ch((ch2)10cooh)-、-ch((ch2)4ph)-或-ch((ch2)8ph)-。

7、优选地，聚酰胺类均聚物的数均分子量为500-2000。

8、本发明第二方面提供一种锂离子电池导电浆料，导电浆料包括碳纳米材料、分散剂、添加剂以及溶剂。所述碳纳米材料为碳纳米管(cnt)、石墨烯(gr)、碳纳米纤维(cnf)以及cnt/gr复合碳纳米材料中的至少一种；所述的分散剂为醋酸纤维素，聚乙烯吡咯烷酮以及木质素磺酸钠中的至少一种；所述的添加剂为聚酰胺类均聚物，包括脂肪族聚酰胺、半芳香族聚酰胺，所述添加剂为脂肪族聚酰胺[-nh-r1-co-]n中的至少一种，优选的，r1为c5-c15的具有支链结构的饱和烷基或者具有支链结构的饱和脂肪酸或者具有支链结构的芳香烃，n为1到15的正整数，更优选的，r1为-ch((ch2)4ch3)-、-ch((ch2)8ch3)-、-ch((ch2)5cooh)-、-ch((ch2)10cooh)-、-ch((ch2)4ph)-、-ch((ch2)8ph)-；所述的溶剂为n-甲基吡咯烷酮和n，n-二甲基甲酰胺中的至少一种。

9、优选地，锂离子电池导电浆料由以下重量百分比的原料组成：

10、

11、本发明第三方面提供锂离子电池导电浆料的制备方法，包括如下步骤：

12、(1)将分散剂和添加剂加入溶剂中进行预混合，分散溶解，得到分散液；

13、(2)碳纳米材料粉体a加入到步骤(1)中分散液中，预混强力搅拌进行分散处理，得到碳纳米材料分散液，并将碳纳米材料分散液进行超声处理，得到碳纳米材料浆料b；

14、(3)将步骤(2)得到的碳纳米材料浆料b，置于砂磨罐中进行砂磨，过滤后，碳纳米材料浆料c；

15、(4)将步骤(3)得到的碳纳米材料浆料c再进行超声或高压分散处理，最终得到稳定性较好的锂离子电池导电浆料。

16、上述锂离子导电浆料的制备步骤中，步骤(3)中，所述砂磨处理过程中，砂磨珠直径为0.2-2.0mm，砂磨珠占比10％-98％，砂磨转速为100-10000rpm，砂磨时间为0.5-48h。

17、上述锂离子导电浆料的制备步骤中，步骤(4)中，所述再超声处理，其参数为其功率为100-3000w，超声时间为0.5-24h。

18、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

19、1、本发明以聚酰胺类均聚物作为改善浆料稳定性的添加剂，并且可以有效提高浆料的离子电导率，从而提高导电浆料的性能。

20、2、本发明通过改变浆料组分以及浆料的制备工艺，可有效调节导电浆料的粘度，使所得的含不同固含量的锂离子电池导电浆料具有良好的存储稳定性，解决了市场上类似产品放置时间过长则会出现沉降比较严重的问题。

技术特征：

1.锂离子电池导电浆料的稳定性添加剂，其特征在于：所述的添加剂为聚酰胺类均聚物，所述聚酰胺类均聚物包括脂肪族聚酰胺、半芳香族聚酰胺，所述添加剂为式(1)所示化合物的至少一种；

2.根据权利要求1所述的锂离子电池导电浆料的稳定性添加剂，其特征在于：所述式(1)中r1为-ch((ch2)4ch3)-、-ch((ch2)8ch3)-、-ch((ch2)5cooh)-、-ch((ch2)10cooh)-、-ch((ch2)4ph)-或-ch((ch2)8ph)-。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池导电浆料的稳定性添加剂，其特征在于：所述聚酰胺类均聚物的数均分子量为500-2000。

4.锂离子电池导电浆料，其特征在于：所述导电浆料包括碳纳米材料、分散剂、添加剂以及溶剂；所述添加剂为权利要求1至3任意一项所述的锂离子电池导电浆料的稳定性添加剂。

5.根据权利要求4所述的锂离子电池导电浆料，其特征在于，所述碳纳米材料为碳纳米管、石墨烯、碳纳米纤维以及碳纳米管/石墨烯复合碳纳米材料中的至少一种；

6.根据权利要求4或5所述的锂离子电池导电浆料，其特征在于，所述导电浆料包括以下重量百分比的原料组成：

7.权利要求4至6任意一项所述的锂离子电池导电浆料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的锂离子电池导电浆料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述砂磨处理过程中，砂磨珠直径为0.2-2.0mm，砂磨珠占比10％-98％，砂磨转速为100-10000rpm，砂磨时间为0.5-48h。

9.根据权利要求7所述的锂离子电池导电浆料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述再超声处理的功率为100-3000w，超声时间为0.5-24h。

技术总结
本发明涉及锂离子电池导电浆料领域，具体涉及锂离子电池浆料的稳定性添加剂、锂离子电池浆料及其制备方法。锂离子电池导电浆料的稳定性添加剂为聚酰胺类均聚物，包括脂肪族聚酰胺、半芳香族聚酰胺。锂离子电池浆料包括包括碳纳米材料、分散剂、添加剂以及溶剂，添加剂为所述稳定性添加剂。其制备方法为：将分散剂和添加剂加入溶剂中进行预混合、分散溶解，得到分散液；加入碳纳米材料粉体A，依次进行预混强力搅拌和分散处理、超声处理；再置于砂磨罐中进行砂磨，过滤后，再进行超声或高压分散处理，最终得到稳定性较好的锂离子电池导电浆料。本发明中聚酰胺类均聚物添加剂可有效增强离子电导率，提高所制备极片的性能。

技术研发人员：戴贵平,赵志清,谭龙,何建忠
受保护的技术使用者：浙江王点科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15