锂离子电池的石墨烯复合导电浆料及其制备方法

摘要

本发明公开了锂离子电池的石墨烯复合导电浆料及其制备方法，其质量分数组成如下：石墨烯4％‑7％、二硫化钼5％‑10％、水50％‑60％、纤维素醚0.5％‑1％、导电炭黑浆料15％‑25％、粘结剂1％‑2％、分散溶剂5％‑10％、导电添加剂8％‑15％。优点在于：本发明采用风力吹送快速撞击破碎的方式，能够时原材料能够充分破碎以及挤压糅合，并可根据原材料的量自动完成制备水的适量注入，使得制备后的导电浆料混合更为均匀、粘稠度更高，导电效果更佳。

说明书

技术领域

本发明涉及导电浆料制备的技术领域，尤其涉及锂离子电池的石墨烯复合导电浆料及其制备方法。

背景技术

近年来，随着科学技术的发展和新能源需求的不断高涨，锂离子电池已经成为新能源相关领域的关注热点，锂离子电池在制备时通常会向其内添加导电浆料来增加电池的导电性，以此来提高电池的导电利用效率；

现有导电浆料制备过程较为复杂，导电浆料内的原材料破碎混合效率较低、且较为分散，单位体积内原材料的含量较低，具有一定的局限性，因此亟需设计锂离子电池的石墨烯复合导电浆料及其制备方法来解决上述问题。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，而提出的锂离子电池的石墨烯复合导电浆料及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

锂离子电池的石墨烯复合导电浆料，其质量分数组成如下：其质量分数组成如下：石墨烯4％-7％、二硫化钼5％-10％、水50％-60％、纤维素醚0.5％-1％、导电炭黑浆料15％-25％、粘结剂1％-2％、分散溶剂5％-10％、导电添加剂8％-15％。

在上述的锂离子电池的石墨烯复合导电浆料中，其质量分数组成如下：石墨烯4％-6％、二硫化钼5％-8％、水50％-57％、纤维素醚0.8％-1％、导电炭黑浆料15％-20％、粘结剂1％-1.5％、分散溶剂5％-7％、导电添加剂8％-13％。

在上述的锂离子电池的石墨烯复合导电浆料中，其质量分数组成如下：石墨烯5％-6％、二硫化钼5％-7.5％、水50％-56％、纤维素醚0.8％-1％、导电炭黑浆料16％-20％、粘结剂1％-1.5％、分散溶剂5.5％-7％、导电添加剂8％-12％。

在上述的锂离子电池的石墨烯复合导电浆料中，其质量分数组成如下：石墨烯4％、二硫化钼8％、水53.2％、纤维素醚0.8％、导电炭黑浆料20％、粘结剂1％、分散溶剂5％、有机溶剂8％。

在上述的锂离子电池的石墨烯复合导电浆料中，所述粘结剂为聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、环氧树脂、聚乙烯醇和聚丙烯酸中的一种或几种的组合。

在上述的锂离子电池的石墨烯复合导电浆料中，所述分散溶剂为N-甲基吡咯烷酮、去离子水、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、无水乙醇和四氢呋喃中的一种或几种的组合。

在上述的锂离子电池的石墨烯复合导电浆料中，所述导电添加剂为导电石墨、导电炭黑、科琴黑、乙炔黑、碳纳米管和气相生长碳纤维中的一种或几种的组合。

锂离子电池的石墨烯复合导电浆料的制备方法，包括以下步骤：

S1、在进行制备时，可先将石墨烯原材料以及二硫化钼原料分别通过两个进料管放入冲击多节管一以及冲击多节管二内，即可完成原材料的放置工作；

S2、原材料放置完毕后，操作人员即可启动驱动电机使其带动多个风叶转动，风叶转动时即会产生风力气流，并会通过两个出气管、两个导风管传导至冲击多节管一以及冲击多节管二内；

S3、进入冲击多节管一以及冲击多节管二内的风力气流会冲击其内的石墨烯原材料以及二硫化钼原料，使其从两侧高速冲击至连接软管内，此时石墨烯原材料与二硫化钼原料即会高速碰撞破碎，且会相互挤压混合；

S4、碰撞混合后的原料会通过下料管、固定板落在升降浮板上，并会在其上堆积，原料堆积时会压动升降浮板下移，从而会将升降浮板下部的制备水通过单向上液管压至升降浮板的上部，完成原料与制备水的混合；

S5、原料混合后即可启动伺服电机带动驱动辊转动，驱动辊转动时即会带动多个固定轮与多个搅拌叶转动，多个搅拌叶转动时会对原料与制备水进行充分搅拌混合，即可完成导电浆料的制备；

S6、当导电浆料制备完毕后，即可打开排料管将导电浆料取出备用，并打开补液管进行制备水的补充，以便于进行再次制备。

与现有的技术相比，本发明优点在于：

1、通过设置冲击多节管，石墨烯原材料与二硫化钼原材料分别放置在冲击多节管一与冲击多节管二内，并采用风力吹送高速撞击的方式可使二者充分破碎混合，混合效果较佳。

2、通过设置升降浮板，升降浮板可根据其上需要混合的原材料的重量自动下浮，从而可根据重量大小自动压出相应含量的制备水，可使制备水的注入含量较为准确。

3、通过设置搅拌叶，制备水注入完毕后，伺服电机即会启动带动驱动辊以及多个搅拌叶转动，使制备水与破碎原材料充分搅拌均匀混合，即可完成导料浆料的制备工作。

综上所述，本发明采用风力吹送快速撞击破碎的方式，能够时原材料能够充分破碎以及挤压糅合，并可根据原材料的量自动完成制备水的适量注入，使得制备后的导电浆料混合更为均匀、粘稠度更高，导电效果更佳。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1为本发明提出的制备方法中所采用的制备装置的结构示意图；

图2为图1中A部位的节点放大图；

图3为图1中固定轮、搅拌叶与其上部分连接结构的放大图；

图4为图1中风箱与其上部分连接结构的放大图；

图5为图1中进料管与其内部分连接结构的放大图。

图中：1制备箱、2风箱、3冲击多节管一、4进料管、5冲击多节管二、6导风管、7固定板、8换气管、9伺服电机、10驱动辊、11固定轮、12升降浮板、13排料管、14单向上液管、15制备水、16补液管、17连接软管、18下料管、19排气管、20搅拌叶、21自复位转轴、22固定槽、23补气管、24驱动电机、25滤风网、26风叶、27出气管、28固定盘、29阶梯槽、30阻隔盘、31复位弹簧杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例一

锂离子电池的石墨烯复合导电浆料，其质量分数组成如下：其质量分数组成如下：石墨烯4％-7％、二硫化钼5％-10％、水50％-60％、纤维素醚0.5％-1％、导电炭黑浆料15％-25％、粘结剂1％-2％、分散溶剂5％-10％、导电添加剂8％-15％。

分散溶剂为N-甲基吡咯烷酮、去离子水、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、无水乙醇和四氢呋喃中的一种或几种的组合。

导电添加剂为导电石墨、导电炭黑、科琴黑、乙炔黑、碳纳米管和气相生长碳纤维中的一种或几种的组合。

粘结剂为聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、环氧树脂、聚乙烯醇和聚丙烯酸中的一种或几种的组合。

实施例二

锂离子电池的石墨烯复合导电浆料，其质量分数组成如下：石墨烯4％-6％、二硫化钼5％-8％、水50％-57％、纤维素醚0.8％-1％、导电炭黑浆料15％-20％、粘结剂1％-1.5％、分散溶剂5％-7％、导电添加剂8％-13％。

导电浆料均匀性增加，负极导电性增强，分散范围波动增大。

实施例三

锂离子电池的石墨烯复合导电浆料，其质量分数组成如下：石墨烯5％-6％、二硫化钼5％-7.5％、水50％-56％、纤维素醚0.8％-1％、导电炭黑浆料16％-20％、粘结剂1％-1.5％、分散溶剂5.5％-7％、导电添加剂8％-12％。

导电浆料均匀性增加，正极导电性增强，粘稠度波动范围增大。

实施例四

锂离子电池的石墨烯复合导电浆料，其质量分数组成如下：石墨烯4％、二硫化钼8％、水53.2％、纤维素醚0.8％、导电炭黑浆料20％、粘结剂1％、分散溶剂5％、有机溶剂8％。

导电浆料均匀性增加，正极导电性增强，负极导电性增强，粘稠度波动范围减小，分散性波动范围减小。

实施例一至四中不同含量配比下导电浆料的性能对比表

实施例五

参照图1-2以及图4-5，锂离子电池的石墨烯复合导电浆料的制备装置，包括制备箱1，制备箱1上固定安装有冲击多节管一3、冲击多节管二5，且冲击多节管一3、冲击多节管二5与制备箱1之间均固定安装有进料管4，且两个进料管4内均安装有阻隔机构，制备箱1内通过导风机构安装有两个出气管27，且两个出气管27与相应冲击多节管一3、冲击多节管二5之间均固定安装有导风管6，冲击多节管一3与冲击多节管二5之间固定安装有连接软管17；

上述值得注意的有以下几点：

1、阻隔机构包括固定安装在进料管4内的固定盘28，固定盘28内开设有阶梯槽29，阶梯槽29内通过限位槽与限位块的配合滑动安装有阻隔盘30，且阻隔盘30与阶梯槽29的内壁之间固定安装有多个复位弹簧杆31，阻隔机构起到阻隔进料管4的作用，用于使进料管4只可单向连通，而不会发生材料的反流。

2、导风机构包括固定安装在制备箱1上的风箱2，且两个出气管27均固定安装在风箱2上，风箱2内固定安装有驱动电机24、滤风网25，且驱动电机24与滤风网25之间转动安装有多个风叶26，风箱2上固定安装有多个补气管23。

3、石墨烯原材料与二硫化钼原材料分别放置在冲击多节管一3与冲击多节管二5内，并采用风力吹送高速撞击的方式可使二者充分破碎混合，混合效果较佳。

参照图1-3，制备箱1内固定安装有固定板7，且固定板7与连接软管17之间固定安装有下料管18，下料管18上固定安装有多个排气管19，制备箱1内通过滑动机构安装有升降浮板12，且升降浮板12的下部填充有制备水15，升降浮板12上固定安装有多个单向上液管14，制备箱1内通过转动机构安装有多个搅拌叶20；

上述值得注意的有以下几点：

1、滑动机构包括固定安装在升降浮板12上的梯形滑块，制备箱1内开设有梯形滑槽，且梯形滑块卡合安装在梯形滑槽内，滑动机构用于使升降浮板12只可在制备箱1内上下滑动，而不会与制备箱1之间发生偏移与分离。

2、转动机构包括固定安装在制备箱1内的伺服电机9，伺服电机9的驱动端上通过驱动辊10固定安装有多个固定轮11，每个固定轮11内均转动安装有自复位转轴21，且多个搅拌叶20分别固定安装在自复位转轴21上。

3、每个搅拌叶20上均开设有固定槽22，制备箱1上固定安装有补液管16，升降浮板12的上表面为三角倾斜设置。

4、补液管16、排料管13内均设置有控制阀门，冲击多节管一3、冲击多节管二5内均设置有多个锥形管。

实施例六

锂离子电池的石墨烯复合导电浆料的制备方法，包括以下步骤：

S1、在进行制备时，可先将石墨烯原材料以及二硫化钼原料分别通过两个进料管4放入冲击多节管一3以及冲击多节管二5内，即可完成原材料的放置工作；

S2、原材料放置完毕后，操作人员即可启动驱动电机24使其带动多个风叶26转动，风叶26转动时即会产生风力气流，并会通过两个出气管27、两个导风管6传导至冲击多节管一3以及冲击多节管二5内；

S3、进入冲击多节管一3以及冲击多节管二5内的风力气流会冲击其内的石墨烯原材料以及二硫化钼原料，使其从两侧高速冲击至连接软管17内，此时石墨烯原材料与二硫化钼原料即会高速碰撞破碎，且会相互挤压混合；

S4、碰撞混合后的原料会通过下料管18、固定板7落在升降浮板12上，并会在其上堆积，原料堆积时会压动升降浮板12下移，从而会将升降浮板12下部的制备水15通过单向上液管14压至升降浮板12的上部，完成原料与制备水15的混合；

S5、原料混合后即可启动伺服电机9带动驱动辊10转动，驱动辊10转动时即会带动多个固定轮11与多个搅拌叶20转动，多个搅拌叶20转动时会对原料与制备水15进行充分搅拌混合，即可完成导电浆料的制备；

S6、当导电浆料制备完毕后，即可打开排料管13将导电浆料取出备用，并打开补液管16进行制备水15的补充，以便于进行再次制备。

进一步说明，上述固定连接，除非另有明确的规定和限定，否则应做广义理解，例如，可以是焊接，也可以是胶合，或者一体成型设置等本领域技术人员熟知的惯用手段。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。