專利名稱：鋰離子電池導(dǎo)電添加劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋰離子電池材料及其制備方法，特別是一種鋰離子電池材料的導(dǎo) 電添加劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
二維結(jié)構(gòu)的石墨烯是形成各種sp2雜化碳材料的基本單元，石墨是由石墨烯片層 堆積而成的具有層狀結(jié)構(gòu)的sp2雜化碳材料的典型代表，碳納米管也可以看作是卷曲成圓 筒狀的石墨烯。自從石墨的層狀結(jié)構(gòu)被確定后，隨著零維的富勒烯材料、一維的碳納米管材 料，尤其是單壁碳納米管的相繼發(fā)現(xiàn)，引起了人們對(duì)于二維的理想石墨烯片層材料能否穩(wěn) 定存在產(chǎn)生極大的興趣。過去人們一直認(rèn)為，嚴(yán)格的二維晶體在熱力學(xué)上具有不穩(wěn)定性， 是不可能存在的。2004年，英國(guó)曼徹斯特大學(xué)的Novoselov等人首次利用機(jī)械剝離法獲得 了單層、雙層及三層的石墨烯片層，且該石墨烯片層能夠在外界環(huán)境中穩(wěn)定存在。2007年， Meyer等人報(bào)道了能夠在真空或空氣中自由地附著于微型金屬支架上的單層石墨烯片層， 這些片層只有一個(gè)碳原子厚度0. 35nm,卻表現(xiàn)出長(zhǎng)程的晶序。自由態(tài)的石墨烯片層能夠 穩(wěn)定存在這一發(fā)現(xiàn)推翻了歷來被公認(rèn)的“完美的二維晶體結(jié)構(gòu)無法在非絕對(duì)零度下穩(wěn)定存 在”的論述。自由態(tài)的石墨烯單層是目前世界上人工制得的最薄物質(zhì)，也是第一個(gè)真正意義 上的二維材料。它表現(xiàn)出諸多奇特的電學(xué)性質(zhì)，成為目前凝聚態(tài)物理學(xué)研究的熱點(diǎn)。在單 層石墨烯中，每個(gè)碳原子都貢獻(xiàn)出一個(gè)未成鍵的電子，這些電子能夠在晶體中自由移動(dòng)，賦 予石墨烯非常優(yōu)良的導(dǎo)電性，石墨烯中電子的典型傳導(dǎo)速率為8X105m/s，比一般半導(dǎo)體中 的電子傳導(dǎo)速度快得多。其具有的獨(dú)特的能帶結(jié)構(gòu)使空穴和電子相互分離，導(dǎo)致了新的電 子傳導(dǎo)現(xiàn)象的產(chǎn)生，例如不規(guī)則量子霍爾效應(yīng)。目前已知的石墨烯制備方法包括機(jī)械剝離法、SiC熱解法、化學(xué)氣相沉積法、碳納 米管切割法。機(jī)械剝離法是通過機(jī)械力從新鮮石墨晶體表面剝離出石墨烯片層，運(yùn)用這種 方法獲得的石墨烯片層尺度可達(dá)100 μ m左右；SiC熱解法是通過加熱6H-SiC單晶脫除Si， 在特定的單晶面上分解出石墨烯片層；化學(xué)氣相沉積是以Ni、Ru等過渡金屬為基體，利用 碳源裂解的碳原子在基體表面析出，得到單層或多層的石墨烯；碳納米管切割法則是利用 激光對(duì)碳納米管的卷曲片層進(jìn)行軸向切割從而獲得單層和多層石墨烯。在上述方法中，對(duì)于機(jī)械剝離法而言，僅能夠得到極少量的石墨烯且很難分理出 純的單層或幾層的石墨烯；對(duì)于加熱SiC法而言，雖然可以通過控制加熱溫度來控制石墨 烯的層數(shù)，但反應(yīng)條件苛刻且無法進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)；化學(xué)氣相沉積也存在同樣的問題，碳原 子簇的規(guī)則沉積只能發(fā)生在某些特定的基體上且層數(shù)難以精確控制；碳納米管切割法的操 作在納米級(jí)別上，對(duì)設(shè)備精度要求極高，目前僅僅能夠在實(shí)驗(yàn)室水平進(jìn)行研究。對(duì)鋰離子電池負(fù)極材料和導(dǎo)電劑的研究中，作為最早為人們所研究并應(yīng)用于鋰離 子電池商業(yè)化的碳質(zhì)材料仍是大家關(guān)注和研究的重點(diǎn)之一，今后的研究重點(diǎn)仍是怎樣更好 地利用廉價(jià)天然石墨和開發(fā)有價(jià)值的無定形碳材料?，F(xiàn)有技術(shù)的鋰離子二次電池主要使用 導(dǎo)電石墨、乙炔黑和碳納米管作為導(dǎo)電添加劑，乙炔黑是由呈球形的無定形碳顆粒組成的鏈狀物，是目前使用最為廣泛的導(dǎo)電添加劑，價(jià)格低廉，但為了達(dá)到增強(qiáng)電極活性物質(zhì)間互 相接觸的目的，所需要的添加量較大，從而造成電極容量的下降；碳納米管是呈線型的一維 碳質(zhì)材料，與乙炔黑相比，碳納米管具有更佳的導(dǎo)電性能且添加量更少，但目前碳納米管的 價(jià)格昂貴，且作為導(dǎo)電添加劑使用時(shí)存在分散困難的缺點(diǎn)，成為阻礙其進(jìn)一步應(yīng)用的主要 因素。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鋰離子電池導(dǎo)電添加劑及其制備方法，解決的技術(shù)問題 是提高鋰離子電池正、負(fù)極材料的導(dǎo)電性能和循環(huán)壽命，并進(jìn)行規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種鋰離子電池導(dǎo)電添加劑，所述鋰離子電池導(dǎo)電添 加劑為石墨烯，為粒徑分布于IOnm-IOO μ m間的黑色粉末，是由單層-1000層相平行或接近 于平行的石墨烯片層構(gòu)成的碳質(zhì)材料，比表面積為50-1500m2/g，電導(dǎo)率為1 X IO4-QXlO4S/ m0一種鋰離子電池導(dǎo)電添加劑的制備方法，包括以下步驟一、將強(qiáng)酸性溶液冷卻 至0-4°C，將碳含量在94%以上的天然鱗片石墨粉、硝酸鉀和/或硝酸鈉的混合物加入強(qiáng) 酸性溶液中，在60-3000rpm的攪拌速度下，加入強(qiáng)氧化劑高錳酸鉀后，繼續(xù)攪拌0. 5_12h， 將該混合物溫度控制在32-38°C范圍內(nèi)，再繼續(xù)攪拌0. 5-12h，加入體積0. 5-4倍于所使 用的強(qiáng)酸性溶液的去離子水，使該混合物體系溫度控制在85-100°C，繼續(xù)攪拌15min-2h 后，加入去離子水使混合物體系的體積增加1-2倍，再加入過氧化氫溶液，攪拌混合均勻 后進(jìn)行過濾，洗滌，至濾液中無S042_離子，在50-120°C、大氣或真空條件下保持2-96h，得 到氧化石墨粉末；所述石墨粉強(qiáng)酸性溶液硝酸鹽強(qiáng)氧化劑過氧化氫質(zhì)量比為 1 10-50 0. 5-2 30-60 1_5 ；二、將氧化石墨粉末用氮?dú)?、氦氣或氬氣排除空氣，隨 后在真空度低于大氣壓條件下，以5-100°C /min的升溫速度至200_1000°C，保持5min-24h， 然后自然冷卻至室溫，得到剝離的氧化石墨烯粉末；或按質(zhì)量比1 2-20，將氧化石墨粉 末分散于去離子水或乙醇中，在超聲波頻率20-25kHz、功率密度30-650W/cm2、溫度4_50°C 條件下超聲振蕩處理5min-5h，得到剝離的氧化石墨烯溶液；或按質(zhì)量比1 2_20，將氧化 石墨粉末分散于去離子水或乙醇中，在1000-8000rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌10min-5h，得到剝離的 氧化石墨烯溶液；三、將剝離的氧化石墨烯粉末，或剝離的氧化石墨烯溶液加入到液體還原 劑溶液中，剝離的氧化石墨烯粉末與液體還原劑的質(zhì)量比為1 0.5-10，在0-70°C的水浴 溫度下保持0. 5-24小時(shí)，然后過濾，洗滌，在50-120°C、大氣或真空條件下保持2_96h，得 到鋰離子電池導(dǎo)電添加劑；或?qū)冸x的氧化石墨粉末用氮?dú)?、氦氣或氬氣排除空氣，隨后以 5-1000C /min的升溫速度至200-1000°C，將氮?dú)?、氦氣或氬氣切換為還原性氣體，流量為 lOml/min-lOL/min，在該溫度下保持5min-24h，然后自然冷卻至室溫，得到鋰離子電池導(dǎo)電 添加劑。本發(fā)明的方法強(qiáng)酸性溶液是濃硫酸、濃硝酸或高氯酸，濃硫酸濃度不低于70 %，濃 硝酸不低于65 %，高氯酸濃度不低于60 %。本發(fā)明的方法將強(qiáng)酸性溶液冷卻至0°C。本發(fā)明的方法石墨粉粒度小于30目。本發(fā)明的方法加入去離子水體積2倍于所使用的強(qiáng)酸性溶液。
本發(fā)明的方法加入去離子水體積2倍于所使用的強(qiáng)酸性溶液，使該混合物體系溫 度控制在95-98 °C。本發(fā)明的方法清洗用5%的HCl溶液對(duì)濾餅進(jìn)行洗滌，然后用去離子水洗滌濾餅。本發(fā)明的方法液體還原劑是硼氫化鈉或硼氫化鉀溶液，或胺及其可溶性衍生物的 溶液水合胼、對(duì)二苯胺、鄰二苯胺或間二苯胺，其化學(xué)通式為X-NH2，其中X為朋2、札朋2、 NHOH、NHR1OH 或 NHR1OHR2OH, R” R2 為苯環(huán)或-(CH2)n-，η = 1,2,3,......10。本發(fā)明的方法還原性氣體為氫氣或一氧化碳。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，由石墨類材料出發(fā)，經(jīng)過氧化、剝離和還原處理，得到薄 層納米石墨烯材料，具有更高的電導(dǎo)率，將其應(yīng)用于電極材料中，僅僅使用很少的添加量就 能夠大幅提高現(xiàn)有電池的性能，該材料作為導(dǎo)電添加劑，導(dǎo)電性能良好，易于分散，能夠有 效增強(qiáng)鋰離子電池電極材料的導(dǎo)電性能和倍率充放電性能，提高循環(huán)壽命，其制備方法對(duì) 原料和設(shè)備的要求較低，工藝過程容易控制，適合工業(yè)化生產(chǎn)。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例1所制得的石墨烯材料的低倍SEM圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例1所制得的石墨烯材料的高倍SEM圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例1所制得的石墨烯材料的低倍TEM圖。圖4是本發(fā)明實(shí)施例1所制得的石墨烯材料的高倍TEM圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明的鋰離子電池導(dǎo)電添加劑，為石墨烯，為粒徑分布于IOnm-IOO μ m間的黑 色粉末，是由單層-1000層相平行或接近于平行的石墨烯片層構(gòu)成的碳質(zhì)材料，比表面積 為 50-1500m2/g，電導(dǎo)率為 1 X 104_9 X 104S/m。本發(fā)明的鋰離子電池導(dǎo)電添加劑的制備方法，采用氧化、剝離、還原制備工藝，包 括以下步驟一、石墨的氧化室溫下，將強(qiáng)酸性溶液置于容器中，采用寧波新芝生物科技有限 公司的DC-2006型低溫恒溫槽，水浴冷卻至0-4°C，優(yōu)選為0°C，將石墨粉和硝酸鹽的混合 物加入上述強(qiáng)酸性溶液中，采用江蘇省金壇市金城國(guó)勝實(shí)驗(yàn)儀器廠的JJ-I型定時(shí)電動(dòng)攪 拌機(jī)，在60-3000rpm的攪拌速度下，緩慢加入強(qiáng)氧化劑，待強(qiáng)氧化劑加料完畢后，繼續(xù)攪拌 0. 5-12h，然后將該混合物溫度控制在32-38°C范圍內(nèi)，再繼續(xù)攪拌0. 5_12h，隨后緩慢加入 體積0. 5-4倍，優(yōu)選為2倍于所使用的強(qiáng)酸性溶液的去離子水，使該混合物體系溫度控制在 85-100°C，優(yōu)選為95-98°C，繼續(xù)攪拌15min-2h后，向其中加入去離子水使混合物體系的體 積增加1-2倍，再加入過氧化氫溶液，攪拌混合均勻后進(jìn)行過濾，并用5 %的HCl溶液對(duì)濾餅 進(jìn)行洗滌，然后用去離子水洗滌濾餅，直至濾液中無SO/—離子，將濾餅置于上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè) 備有限公司的DZF-6050型真空干燥箱內(nèi)進(jìn)行干燥處理，在50-120°C、大氣或真空條件下保 持2-96h，得到氧化石墨粉末。上述各反應(yīng)物的質(zhì)量比為石墨粉強(qiáng)酸性溶液硝酸鹽 強(qiáng)氧化劑過氧化氫=1 10-50 0. 5-2 30-60 1-5。所述石墨粉是粒度小于30目、碳含量在94%以上的天然鱗片石墨。
所述強(qiáng)酸性溶液是濃硫酸、濃硝酸或高氯酸，其中濃硫酸濃度不低于70 %，濃硝酸 不低于65 %，高氯酸濃度不低于60 %。所述硝酸鹽是硝酸鉀和/或硝酸鈉。所述強(qiáng)氧化劑是高錳酸鉀。二、氧化石墨的剝離第一種方法，熱處理剝離，將氧化石墨粉末置于敞開的石英舟中，放入合肥日新 高溫技術(shù)有限公司的CVD-(D)型低溫管式爐內(nèi)，用保護(hù)性氣體對(duì)爐腔進(jìn)行排氣以去除 爐腔內(nèi)的空氣，隨后抽真空，使?fàn)t內(nèi)真空度低于大氣壓，以5-100°C /min的升溫速度至 200-10000C，保持5min-24h，然后在爐內(nèi)隨爐自然冷卻至室溫，升溫期間，氧化石墨粉末發(fā) 生明顯的體積膨脹，得到剝離的氧化石墨烯粉末。所述保護(hù)性氣體為不與石墨發(fā)生反應(yīng)的氮?dú)?、氦氣或氬氣。第二種方法，超聲波剝離，按質(zhì)量比1 2-20，將氧化石墨粉末分散于去離子水 或乙醇中，將該混合物溶液置于寧波新芝生物技術(shù)有限公司的JY92-IIN型細(xì)胞超聲破碎 儀中，在超聲波頻率20-25kHz、功率密度30-650W/cm2、溫度4_5(TC條件下超聲振蕩處理 5min-5h，實(shí)現(xiàn)氧化石墨的剝離，得到剝離的氧化石墨烯溶液。第三種方法，攪拌剝離，按質(zhì)量比1 2-20，將氧化石墨粉末分散于去離子 水或乙醇中，將該混合物溶液放入常州市武進(jìn)八方機(jī)械廠的F-0. 4型高速分散機(jī)，在 1000-8000rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌10min-5h，以實(shí)現(xiàn)氧化石墨的剝離，得到剝離的氧化石墨烯溶液。三、氧化石墨烯的還原第一種方法，液相還原，將剝離的氧化石墨烯粉末，或剝離的氧化石墨烯溶液加入 到液體還原劑溶液中，剝離的氧化石墨烯粉末(若是剝離的氧化石墨烯溶液，則是指其中 的固體含量)與液體還原劑的質(zhì)量比為1 0.5-10，將盛有該混合物溶液的容器置于水浴 鍋中，在0-70°C的水浴溫度下保持0. 5-24小時(shí)，然后過濾，并用去離子水對(duì)濾餅進(jìn)行洗滌， 將濾餅置于上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司的DZF-6050型真空干燥箱內(nèi)，在50-120°C、大氣或 真空條件下保持2-96h，進(jìn)行干燥，得到納米石墨烯粉體，即鋰離子電池導(dǎo)電添加劑。所述的液體還原劑是硼氫化鈉或硼氫化鉀溶液，或胺及其可溶性衍生物的溶液 水合胼、對(duì)二苯胺、鄰二苯胺或間二苯胺，其化學(xué)通式為X-NH2，其中X為朋2、禮朋2、朋0!1、 NHR1OH 或 NHR1OHR2OH, R”R2 為苯環(huán)或 _(CH2)n_，η = 1,2,3,......10。第二種方法，氣相還原，將剝離的氧化石墨粉末置于敞開的石英舟中，放入合肥日 新高溫技術(shù)有限公司的CVD-(D)型低溫管式爐內(nèi)，用保護(hù)性氣體對(duì)爐腔進(jìn)行排氣以去除爐 腔內(nèi)的空氣，隨后以5-100°C /min的升溫速度至200-100(TC，將保護(hù)性氣體切換為還原性 氣體，氣體流量為lOml/min-lOL/min，并在該溫度下保持5min-24h，然后在爐內(nèi)隨爐自然 冷卻至室溫，得到石墨烯粉體材料，即鋰離子電池導(dǎo)電添加劑。所述保護(hù)性氣體為不與石墨發(fā)生反應(yīng)的氮?dú)?、氦氣或氬氣。所述的還原性氣體為氫氣或一氧化碳。本發(fā)明的方法制備的鋰離子電池導(dǎo)電添加劑，采用Hitachi S-4800型掃描電子顯 微鏡SEM對(duì)形貌進(jìn)行觀測(cè)，采用日本電子株式會(huì)社的JEM-1230型透射電子顯微鏡TEM對(duì)微 觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀測(cè)，用Quantachrome NOVA IOOOe型比表&孔徑測(cè)試儀對(duì)比表面積進(jìn)行測(cè)試，
7用上海虹運(yùn)儀器廠FZ-9601型粉末電阻率測(cè)試儀對(duì)該添加劑粉體材料的電導(dǎo)率進(jìn)行測(cè)試。將本發(fā)明的方法制備的鋰離子電池導(dǎo)電添加劑，與鋰離子電池正極材料錳酸鋰 或磷酸亞鐵鋰進(jìn)行復(fù)合制作電池正極。正極材料、導(dǎo)電添加劑、粘結(jié)劑PVDF按照質(zhì)量比 90-96 2-5 2-5，以N-甲基吡咯烷酮NMP作溶劑混合均勻進(jìn)行調(diào)漿后，涂于鋁箔上，在 120°C下干燥，然后經(jīng)過輥壓、裁片、卷繞、注液、封裝工序，制成18650圓柱電池，所使用的 負(fù)極材料為中間相碳微球MCMB，隔膜為Celgard2400，電解液為lMLiPF6/EC+DMC+EMC。將本發(fā)明的方法制備的鋰離子電池導(dǎo)電添加劑，與鋰離子電池負(fù)極材料中間相碳 微球MCMB或天然石墨進(jìn)行復(fù)合制作電池負(fù)極。負(fù)極材料、導(dǎo)電添加劑、粘結(jié)劑SBR、增稠劑 CMC按照質(zhì)量比90-95 1-5 2-3 1_2，以水作為溶劑混合均勻進(jìn)行調(diào)漿后，涂覆于銅 箔上，在100°C下干燥，然后經(jīng)過輥壓、裁片、卷繞、注液、封裝工序，制成18650圓柱電池，所 使用的正極材料為磷酸亞鐵鋰，隔膜為Celgard2400，電解液為lMLiPF6/EC+DMC+EMC。在廣州擎天實(shí)業(yè)有限公司的BS-303Q型二次電池自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備上對(duì)上述電池進(jìn) 行電化學(xué)性能測(cè)試，測(cè)試內(nèi)容包括電池內(nèi)阻、不同倍率充放電條件下的容量保持率及在各 自的充放電壓、IC充放電電流密度下循環(huán)500周后的容量保持率。實(shí)施例1-9的工藝參數(shù)見表1。表1實(shí)施例1-9工藝參數(shù)
權(quán)利要求
一種鋰離子電池導(dǎo)電添加劑，其特征在于所述鋰離子電池導(dǎo)電添加劑為石墨烯，為粒徑分布于10nm 100μm間的黑色粉末，是由單層 1000層相平行或接近于平行的石墨烯片層構(gòu)成的碳質(zhì)材料，比表面積為50 1500m2/g，電導(dǎo)率為1×104 9×104S/m。
2.一種鋰離子電池導(dǎo)電添加劑的制備方法，包括以下步驟一、將強(qiáng)酸性溶液冷卻至 0-4°C，將碳含量在94%以上的天然鱗片石墨粉、硝酸鉀和/或硝酸鈉的混合物加入強(qiáng)酸 性溶液中，在60-3000rpm的攪拌速度下，加入強(qiáng)氧化劑高錳酸鉀后，繼續(xù)攪拌0. 5_12h， 將該混合物溫度控制在32-38°C范圍內(nèi)，再繼續(xù)攪拌0. 5-12h，加入體積0. 5-4倍于所使 用的強(qiáng)酸性溶液的去離子水，使該混合物體系溫度控制在85-100°C，繼續(xù)攪拌15min-2h 后，加入去離子水使混合物體系的體積增加1-2倍，再加入過氧化氫溶液，攪拌混合均勻 后進(jìn)行過濾，洗滌，至濾液中無S042_離子，在50-120°C、大氣或真空條件下保持2-96h，得 到氧化石墨粉末；所述石墨粉強(qiáng)酸性溶液硝酸鹽強(qiáng)氧化劑過氧化氫質(zhì)量比為 1 10-50 0. 5-2 30-60 1_5 ；二、將氧化石墨粉末用氮?dú)?、氦氣或氬氣排除空氣，隨 后在真空度低于大氣壓條件下，以5-100°C /min的升溫速度至200_1000°C，保持5min-24h， 然后自然冷卻至室溫，得到剝離的氧化石墨烯粉末；或按質(zhì)量比1 2-20，將氧化石墨粉 末分散于去離子水或乙醇中，在超聲波頻率20-25kHz、功率密度30-650W/cm2、溫度4_50°C 條件下超聲振蕩處理5min-5h，得到剝離的氧化石墨烯溶液；或按質(zhì)量比1 2_20，將氧化 石墨粉末分散于去離子水或乙醇中，在1000-8000rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌10min-5h，得到剝離的 氧化石墨烯溶液；三、將剝離的氧化石墨烯粉末，或剝離的氧化石墨烯溶液加入到液體還原 劑溶液中，剝離的氧化石墨烯粉末與液體還原劑的質(zhì)量比為1 0.5-10，在0-70°C的水浴 溫度下保持0. 5-24小時(shí)，然后過濾，洗滌，在50-120°C、大氣或真空條件下保持2_96h，得 到鋰離子電池導(dǎo)電添加劑；或?qū)冸x的氧化石墨粉末用氮?dú)?、氦氣或氬氣排除空氣，隨后以 5-1000C /min的升溫速度至200-1000°C，將氮?dú)狻⒑饣驓鍤馇袚Q為還原性氣體，流量為 lOml/min-lOL/min，在該溫度下保持5min-24h，然后自然冷卻至室溫，得到鋰離子電池導(dǎo)電 添加劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰離子電池導(dǎo)電添加劑的制備方法，其特征在于所述強(qiáng)酸 性溶液是濃硫酸、濃硝酸或高氯酸，濃硫酸濃度不低于70%，濃硝酸不低于65%，高氯酸濃 度不低于60%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰離子電池導(dǎo)電添加劑的制備方法，其特征在于所述將強(qiáng) 酸性溶液冷卻至0°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰離子電池導(dǎo)電添加劑的制備方法，其特征在于所述石墨 粉粒度小于30目。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰離子電池導(dǎo)電添加劑的制備方法，其特征在于所述加入 去離子水體積2倍于所使用的強(qiáng)酸性溶液。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋰離子電池導(dǎo)電添加劑的制備方法，其特征在于所述加入 去離子水體積2倍于所使用的強(qiáng)酸性溶液，使該混合物體系溫度控制在95-98°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰離子電池導(dǎo)電添加劑的制備方法，其特征在于所述清洗 用5%的HCl溶液對(duì)濾餅進(jìn)行洗滌，然后用去離子水洗滌濾餅。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋰離子電池導(dǎo)電添加劑的制備方法，其特征在于所述的 液體還原劑是硼氫化鈉或硼氫化鉀溶液，或胺及其可溶性衍生物的溶液水合胼、對(duì)二苯胺、鄰二苯胺或間二苯胺，其化學(xué)通式為X-NH2，其中X為NH2、隊(duì)朋2、NHOH、NHR1OH或NHR1OHR2OH, R1^R2 為苯環(huán)或 _(CH2)n_，η = 1,2,3,......10。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鋰離子電池導(dǎo)電添加劑的制備方法，其特征在于所述的還原性氣體為氫氣或一氧化碳。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋰離子電池導(dǎo)電添加劑及其制備方法，解決的技術(shù)問題是提高鋰離子電池正、負(fù)極材料的導(dǎo)電性能和循環(huán)壽命。本發(fā)明的鋰離子電池導(dǎo)電添加劑為石墨烯，為粒徑分布于10nm-100μm間的黑色粉末，是由單層-1000層相平行或接近于平行的石墨烯片層構(gòu)成的碳質(zhì)材料。制備方法氧化、剝離還原。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有更高的電導(dǎo)率，將其應(yīng)用于電極材料中，僅僅使用很少的添加量就能夠大幅提高現(xiàn)有電池的性能，該材料作為導(dǎo)電添加劑，導(dǎo)電性能良好，易于分散，能夠有效增強(qiáng)鋰離子電池電極材料的導(dǎo)電性能和倍率充放電性能，提高循環(huán)壽命，其制備方法對(duì)原料和設(shè)備的要求較低，工藝過程容易控制，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)H01M4/62GK101997120SQ20101050332
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月9日
發(fā)明者岳敏, 張少波, 時(shí)浩, 梁奇, 梅佳 申請(qǐng)人:深圳市貝特瑞納米科技有限公司;深圳市貝特瑞新能源材料股份有限公司