一种石墨烯基锂电池正极浆料及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115411243A(43)申请公布日2022.11.29(21)申请号202211037538.0H01M4/62(2006.01)(22)申请日2022.08.26H01M4/04(2006.01)(71)申请人深圳市朗泰沣电子有限公司地址518000广东省深圳市龙岗区平湖街道鹅公岭社区凤凰大道凤门园工业园5号A栋1-3层、5号B栋、4号A栋1-3层、4号B栋(72)发明人王长龙周志武卢小龙(74)专利代理机构北京天盾知识产权代理有限公司11421专利代理师郭成(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/505(2010.01)H01M4/525(2010.01)权利要求书1页说明书6页(54)发明名称一种石墨烯基锂电池正极浆料及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种石墨烯基锂电池正极浆料及其制备方法，属于锂离子电池技术领域。该正极浆料由复合活性粉料、导电剂、粘接剂和溶剂组成，其中，复合活性粉料以镍钴锰酸锂粉为原料，利用N‑三甲氧基硅基丙基‑N,N,N‑三甲基氯化铵水解后与其表面羟基缩合，使得表面呈正电性，利用静电吸附将碳纳米管、纳米石墨烯和改性石墨烯组装在镍钴锰酸锂的表面，利用石墨烯的高导电和高导热性，提高镍钴锰酸锂的电导率和热稳定性，同时，石墨烯减少锂离子脱嵌，提高三元材料充放电稳定性；此外，改性石墨烯呈现褶皱状，与乙炔黑和碳纳米管形成点线面导电网络，获得更高的导电率，一定程度上降低正极材料的内阻，提高电池的稳定性。CN115411243ACN115411243A权利要求书1/1页1.一种石墨烯基锂电池正极浆料，其特征在于，由复合活性粉料、导电剂、粘接剂和溶剂组成；所述复合活性粉料由以下方法制备：步骤A1：取乙醇溶液调节pH值为8.5‑9.5，再加入镍钴锰酸锂粉混合，在68‑75℃回流3‑4h，之后过滤并取滤饼洗涤、减压蒸干，制成活化活性粉料；步骤A2：取乙醇溶液和丙酮混合，加入活化活性粉料在30kHz下超声搅拌，保持超声搅拌状态下同时滴加氨水和N‑三甲氧基硅基丙基‑N,N,N‑三甲基氯化铵，滴加后继续超声搅拌反应1.2‑2h，之后对反应液过滤取滤饼干燥，制成改性活性粉料；步骤A3：取改性活性粉料、碳纳米管、纳米石墨烯和改性石墨烯混合，加入去离子水超声分散，静置24h，之后倒出上清液，取下层浓缩液加入氢碘酸，搅拌还原，之后抽滤取滤饼干燥，制成复合活性粉料。2.根据权利要求1所述的一种石墨烯基锂电池正极浆料，其特征在于，步骤A1中，镍钴锰酸锂粉和乙醇溶液的用量比为10g：85‑100mL，乙醇溶液的浓度为30％。3.根据权利要求2所述的一种石墨烯基锂电池正极浆料，其特征在于，镍钴锰酸锂粉的化学组成为LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2，镍钴锰酸锂粉的众数粒径为10±1μm。4.根据权利要求3所述的一种石墨烯基锂电池正极浆料，其特征在于，步骤A2中，活化活性粉料、乙醇溶液、丙酮、N‑三甲氧基硅基丙基‑N,N,N‑三甲基氯化铵和氨水的用量比为10g：50‑70mL：20‑40mL：1.2‑1.7mL：3‑4mL，乙醇溶液的浓度为80％，氨水的浓度为22％。5.根据权利要求4所述的一种石墨烯基锂电池正极浆料，其特征在于，改性活性粉料、碳纳米管、纳米石墨烯和改性石墨烯的用量质量比为10:0.08‑0.12:0.1‑0.15:0.55‑0.62。6.根据权利要求1所述的一种石墨烯基锂电池正极浆料，其特征在于，所述改性石墨烯由以下方法制备：步骤B1：配制高锰酸钾溶液滴加硝酸调节pH值为4，之后加入氧化石墨烯粉超声分散，浸泡24h后超声剥离，离心取沉淀洗涤至洗涤液pH值不低于6，再取滤饼干燥制成片状石墨烯；步骤B2：取羟基柠檬酸、4‑二甲氨基吡啶和去离子水搅拌溶解，再加入片状石墨烯，升温至88‑95℃回流4‑6h，之后抽滤取滤饼洗涤，干燥后制成改性石墨烯。7.根据权利要求6所述的一种石墨烯基锂电池正极浆料，其特征在于，片状石墨烯、羟基柠檬酸和4‑二甲氨基吡啶的用量比为10g：0.1‑0.18g：50‑70mg。8.根据权利要求1所述的一种石墨烯基锂电池正极浆料的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤S1：将粘接剂和溶剂预混合作为捏合液；步骤S2：将复合活性粉料和导电剂混合均匀，加入捏合液投加到捏合机中制成复合料，再在搅拌状态下补加溶剂调节粘度为6500±100cP，制成正极浆料。9.根据权利要求8所述的一种石墨烯基锂电池正极浆料的制备方法，其特征在于，粘接剂为聚偏氟乙烯，溶剂为N‑甲基‑2‑吡咯烷酮，导电剂为乙炔黑。2CN115411243A说明书1/6页一种石墨烯基锂电池正极浆料及其制备方法技术领域[0001]本发明属于锂离子电池技术领域，