石墨烯复合导电剂及其制备方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911343297.0 (22)申请日 2019.12.24 (71)申请人 天津宝兴威科技股份有限公司 地址 301800 天津市宝坻区经济开发区宝 中道Z8号 (72)发明人 潘中海刘彩风 (51)Int.Cl. H01M 4/62(2006.01) H01M 10/0525(2010.01) (54)发明名称 一种石墨烯复合导电剂及其制备方法 (57)摘要 本发明是一种石墨烯复合导电剂， 其特征在 于， 该导电剂组分及各组分质量分数如下： 石墨 烯80-100份、 碳。

2、纳米管15-25份、 科琴黑5-10份、 乙炔黑15-25份、 环氧树脂20-30份、 单乙醇胺10- 15份、 阴离子型表面活性剂8-10份、 阳离子型表 面活性剂8-10份、 非离子型表面活性剂2-5份、 助 剂2-4份、 溶剂150-250份。 本发明利用石墨烯优 良的导电性， 提高电极材料的容量， 降低电池内 阻， 提高电池循环寿命； 并且经阳离子型表面活 性剂、 阴离子型表面活性剂和非离子型表面活性 剂处理， 使得石墨烯和碳纳米管、 科琴黑、 乙炔黑 之间可形成稳定且导电性能优异的复合物， 最终 使得石墨烯复合导电剂具有较好的导电性。 权利要求书1页 说明书3页 CN 1111622。

3、77 A 2020.05.15 CN 111162277 A 1.一种石墨烯复合导电剂， 其特征在于， 该导电剂组分及各组分质量分数如下： 石墨烯80-100份、 碳纳米管15-25份、 科琴黑5-10份、 乙炔黑15-25份、 环氧树脂20-30 份、 单乙醇胺10-15份、 阴离子型表面活性剂8-10份、 阳离子型表面活性剂8-10份、 非离子型 表面活性剂2-5份、 助剂2-4份、 溶剂150-250份。 2.根据权利要求1所述的一种石墨烯复合导电剂， 其特征在于， 所述石墨烯为单层石墨 烯、 少层石墨烯、 氮掺杂石墨烯中的一种， 且所述石墨烯的粒径为10纳米-100微米。 3.根据权利。

4、要求1所述的一种石墨烯复合导电剂， 其特征在于， 所述碳纳米管的管径为 2-6纳米。 4.根据权利要求1所述的一种石墨烯复合导电剂， 其特征在于， 所述阴离子表面活性剂 为高级脂肪酸盐、 高级烷基磺酸盐， 烷基芳基磺酸盐中的一种。 5.根据权利要求1所述的一种石墨烯复合导电剂， 其特征在于， 所述阳离子表面活性剂 为溴代十六烷、 聚乙烯多胺盐、 咪唑啉中的一种。 6.根据权利要求1所述的一种石墨烯复合导电剂， 其特征在于， 所述非离子型表面活性 剂为月桂基聚氧乙烯醚、 聚氧乙烯壬基苯基醚、 单硬脂酸脱水山梨糖酯中的一种。 7.根据权利要求1所述的一种石墨烯复合导电剂， 其特征在于， 所述溶剂为。

5、碳酸乙烯 酯、 碳酸丙烯酯、 碳酸丁烯酯中的一种。 8.根据权利要求1所述的一种石墨烯复合导电剂， 其特征在于， 所述助剂为聚丙烯酸钠 盐、 硫酸盐、 聚氧乙烯改性剂中的一种。 9.一种制备权利要求1所述的石墨烯复合导电剂的方法， 其特征在于， 包括以下步骤： (1)将按配比取得的石墨烯、 环氧树脂、 阳离子型表面活性剂、 二分之一溶剂和适量水 放入混合装置内搅拌混匀， 制得预混液A； (2)将按配比取得的碳纳米管、 科琴黑、 乙炔黑、 单乙醇胺、 阴离子型表面活性剂、 二分 之一溶剂、 适量水放入混合装置内搅拌混匀， 制得预混液B； (3)将预混液A和预混液B按体积比1:0.5-1.5混合，。

6、 制得预混液C； (4)将按配比取得的非离子型表面活性剂、 助剂和预混液C混合均匀， 制得混合物， 并将 混合物在80-120下干燥3-5小时， 冷却至常温后， 研磨至粒径大小为10-20纳米， 得到石墨 烯复合导电剂。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111162277 A 2 一种石墨烯复合导电剂及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及导电剂领域， 尤其涉及一种石墨烯复合导电剂及其制备方法。 背景技术 0002 锂离子电池具有高比能量、 无记忆效应等优点， 近年来又作为新能源得到人们的 青睐， 从而飞速发展， 随着技术的成熟， 人们对锂离子电池的要求也越来越高。 现有技术的 锂离子电。

7、池主要使用导电石墨、 乙炔黑作为导电剂， 乙炔黑是由呈球形的无定形炭颗粒组 成的链状物， 是目前使用最为广泛的导电剂， 价格低廉， 但为了达到增强电极活性物质间相 互接触的目的， 所需要的添加量较大， 从而造成电极容量的下降， 然而， 仅使用这些材料使 得电导率较低， 要其保持良好的大倍率充放电特性、 较长的使用寿命， 这就要求作为锂离子 电池重要组成部分的导电剂发挥其重要作用来改善电池的性能。 发明内容 0003 本发明旨在解决现有技术的不足， 而提供一种石墨烯复合导电剂及其制备方法。 0004 本发明为实现上述目的， 采用以下技术方案： 一种石墨烯复合导电剂， 其特征在 于， 该导电剂组分。

8、及各组分质量分数如下： 0005 石墨烯80-100份、 碳纳米管15-25份、 科琴黑5-10份、 乙炔黑15-25份、 环氧树脂20- 30份、 单乙醇胺10-15份、 阴离子型表面活性剂8-10份、 阳离子型表面活性剂8-10份、 非离子 型表面活性剂2-5份、 助剂2-4份、 溶剂150-250份。 0006 特别的， 所述石墨烯为单层石墨烯、 少层石墨烯、 氮掺杂石墨烯中的一种， 且所述 石墨烯的粒径为10纳米-100微米。 0007 特别的， 所述碳纳米管的管径为2-6纳米。 0008 特别的， 所述阴离子表面活性剂为高级脂肪酸盐、 高级烷基磺酸盐， 烷基芳基磺酸 盐中的一种。 0。

9、009 特别的， 所述阳离子表面活性剂为溴代十六烷、 聚乙烯多胺盐、 咪唑啉中的一种。 0010 特别的， 所述非离子型表面活性剂为月桂基聚氧乙烯醚、 聚氧乙烯壬基苯基醚、 单 硬脂酸脱水山梨糖酯中的一种。 0011 特别的， 所述溶剂为碳酸乙烯酯、 碳酸丙烯酯、 碳酸丁烯酯中的一种。 0012 特别的， 所述助剂为聚丙烯酸钠盐、 硫酸盐、 聚氧乙烯改性剂中的一种。 0013 一种制备上述石墨烯复合导电剂的方法， 其特征在于， 包括以下步骤： 0014 (1)将按配比取得的石墨烯、 环氧树脂、 阳离子型表面活性剂、 二分之一溶剂和适 量水放入混合装置内搅拌混匀， 制得预混液A； 0015 (2。

10、)将按配比取得的碳纳米管、 科琴黑、 乙炔黑、 单乙醇胺、 阴离子型表面活性剂、 二分之一溶剂、 适量水放入混合装置内搅拌混匀， 制得预混液B； 0016 (3)将预混液A和预混液B按体积比1:0.5-1.5混合， 制得预混液C； 0017 (4)将按配比取得的非离子型表面活性剂、 助剂和预混液C混合均匀， 制得混合物， 说明书 1/3 页 3 CN 111162277 A 3 并将混合物在80-120下干燥3-5小时， 冷却至常温后， 研磨至粒径大小为10-20纳米， 得到 石墨烯复合导电剂。 0018 本发明的有益效果是： 本发明以石墨烯为主， 利用石墨烯优良的导电性， 提高电极 材料的容。

11、量， 降低电池内阻， 提高电池循环寿命； 并且经阳离子型表面活性剂、 阴离子型表 面活性剂和非离子型表面活性剂处理， 使得石墨烯和碳纳米管、 科琴黑、 乙炔黑之间可形成 稳定且导电性能优异的复合物， 最终使得石墨烯复合导电剂具有较好的导电性。 具体实施方式 0019 下面结合实施例对本发明作进一步说明： 0020 实施例1 0021 一种石墨烯复合导电剂， 其特征在于， 该导电剂组分及各组分质量分数如下： 0022 石墨烯80份、 碳纳米管15份、 科琴黑5份、 乙炔黑15份、 环氧树脂20份、 单乙醇胺10 份、 阴离子型表面活性剂8份、 阳离子型表面活性剂8份、 非离子型表面活性剂2份、 。

12、助剂2份、 溶剂150份。 0023 特别的， 所述石墨烯为单层石墨烯且所述石墨烯的粒径为10纳米。 0024 特别的， 所述碳纳米管的管径为2纳米。 0025 特别的， 所述阴离子表面活性剂为高级脂肪酸盐。 0026 特别的， 所述阳离子表面活性剂为溴代十六烷。 0027 特别的， 所述非离子型表面活性剂为月桂基聚氧乙烯醚。 0028 特别的， 所述溶剂为碳酸乙烯酯。 0029 特别的， 所述助剂为聚丙烯酸钠盐改性剂。 0030 一种制备上述石墨烯复合导电剂的方法， 其特征在于， 包括以下步骤： 0031 (1)将按配比取得的石墨烯、 环氧树脂、 阳离子型表面活性剂、 二分之一溶剂和适 量水。

13、放入混合装置内搅拌混匀， 制得预混液A； 0032 (2)将按配比取得的碳纳米管、 科琴黑、 乙炔黑、 单乙醇胺、 阴离子型表面活性剂、 二分之一溶剂、 适量水放入混合装置内搅拌混匀， 制得预混液B； 0033 (3)将预混液A和预混液B按体积比1:0.5混合， 制得预混液C； 0034 (4)将按配比取得的非离子型表面活性剂、 助剂和预混液C混合均匀， 制得混合物， 并将混合物在80下干燥3小时， 冷却至常温后， 研磨至粒径大小为10纳米， 得到石墨烯复 合导电剂。 0035 实施例2 0036 一种石墨烯复合导电剂， 其特征在于， 该导电剂组分及各组分质量分数如下： 0037 石墨烯100。

14、份、 碳纳米管25份、 科琴黑10份、 乙炔黑25份、 环氧树脂30份、 单乙醇胺 15份、 阴离子型表面活性剂10份、 阳离子型表面活性剂10份、 非离子型表面活性剂5份、 助剂 4份、 溶剂250份。 0038 特别的， 所述石墨烯为少层石墨烯， 且所述石墨烯的粒径为100微米。 0039 特别的， 所述碳纳米管的管径为6纳米。 0040 特别的， 所述阴离子表面活性剂为高级烷基磺酸盐。 0041 特别的， 所述阳离子表面活性剂为聚乙烯多胺盐。 说明书 2/3 页 4 CN 111162277 A 4 0042 特别的， 所述非离子型表面活性剂为聚氧乙烯壬基苯基醚。 0043 特别的， 所。

15、述溶剂为碳酸丙烯酯。 0044 特别的， 所述助剂为硫酸盐改性剂。 0045 一种制备上述石墨烯复合导电剂的方法， 其特征在于， 包括以下步骤： 0046 (1)将按配比取得的石墨烯、 环氧树脂、 阳离子型表面活性剂、 二分之一溶剂和适 量水放入混合装置内搅拌混匀， 制得预混液A； 0047 (2)将按配比取得的碳纳米管、 科琴黑、 乙炔黑、 单乙醇胺、 阴离子型表面活性剂、 二分之一溶剂、 适量水放入混合装置内搅拌混匀， 制得预混液B； 0048 (3)将预混液A和预混液B按体积比1:1.5混合， 制得预混液C； 0049 (4)将按配比取得的非离子型表面活性剂、 助剂和预混液C混合均匀， 。

16、制得混合物， 并将混合物在120下干燥5小时， 冷却至常温后， 研磨至粒径大小为20纳米， 得到石墨烯复 合导电剂。 0050 实施例3 0051 一种石墨烯复合导电剂， 其特征在于， 该导电剂组分及各组分质量分数如下： 0052 石墨烯90份、 碳纳米管20份、 科琴黑7.5份、 乙炔黑20份、 环氧树脂25份、 单乙醇胺 12.5份、 阴离子型表面活性剂9份、 阳离子型表面活性剂9份、 非离子型表面活性剂3.5份、 助 剂3份、 溶剂200份。 0053 特别的， 所述石墨烯为氮掺杂石墨烯， 且所述石墨烯的粒径为50微米。 0054 特别的， 所述碳纳米管的管径为4纳米。 0055 特别的。

17、， 所述阴离子表面活性剂为烷基芳基磺酸盐。 0056 特别的， 所述阳离子表面活性剂为咪唑啉。 0057 特别的， 所述非离子型表面活性剂为单硬脂酸脱水山梨糖酯。 0058 特别的， 所述溶剂为碳酸丁烯酯。 0059 特别的， 所述助剂为聚氧乙烯改性剂。 0060 一种制备上述石墨烯复合导电剂的方法， 其特征在于， 包括以下步骤： 0061 (1)将按配比取得的石墨烯、 环氧树脂、 阳离子型表面活性剂、 二分之一溶剂和适 量水放入混合装置内搅拌混匀， 制得预混液A； 0062 (2)将按配比取得的碳纳米管、 科琴黑、 乙炔黑、 单乙醇胺、 阴离子型表面活性剂、 二分之一溶剂、 适量水放入混合装置内搅拌混匀， 制得预混液B； 0063 (3)将预混液A和预混液B按体积比1:1混合， 制得预混液C； 0064 (4)将按配比取得的非离子型表面活性剂、 助剂和预混液C混合均匀， 制得混合物， 并将混合物在100下干燥4小时， 冷却至常温后， 研磨至粒径大小为15纳米， 得到石墨烯复 合导电剂。 0065 上面对本发明进行了示例性描述， 显然本发明具体实现并不受上述方式的限制， 只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进， 或未经改进直接应用于其它场 合的， 均在本发明的保护范围之内。 说明书 3/3 页 5 CN 111162277 A 5 。