本發(fā)明涉及導(dǎo)電漿料及其制備和用途，特別是涉及一種粘結(jié)性強(qiáng)、導(dǎo)電性能優(yōu)異，且生產(chǎn)成本低的用于鋰電池集流體的銀灰色導(dǎo)電漿料及其制備方法和用途。

背景技術(shù)：

隨著鋰離子電池行業(yè)的快速發(fā)展及市場的不斷拓展，對鋰離子電池的性能要求不斷提升，其中，高功率充放電、高安全性能、長壽命的動(dòng)力電池在鋰離子電池行業(yè)占主導(dǎo)地位。集流體作為鋰離子電池的必備零件，其作用是將電池活性物質(zhì)產(chǎn)生的電流匯集起來以便形成較大的電流對外輸出，這就要求集流體與活性物質(zhì)之間充分接觸，且內(nèi)阻應(yīng)盡可能小。

現(xiàn)有的鋰電池制作工藝中，活性物質(zhì)直接涂布于集流體表面，干燥后通過粘結(jié)劑實(shí)現(xiàn)活性物質(zhì)固定于集流體表面。然而，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在如下兩方面的缺陷：1)剛性的金屬集流體與活性物質(zhì)顆粒間的接觸面積有限，界面電阻較大，引起電池內(nèi)阻的上升，對于電池性能特別是大電流充放電條件下的性能存在負(fù)面影響；2)粘結(jié)劑的粘結(jié)強(qiáng)度有限，在持續(xù)的充放電過程中，很容易發(fā)生活性物質(zhì)與集流體間的膨脹脫離，導(dǎo)致電池內(nèi)阻進(jìn)一步加大，使得電池的循環(huán)壽命和安全性能受到影響。為了克服上述問題，研究發(fā)現(xiàn)通過對集流體進(jìn)行表面處理則可有效改善集流體與鋰離子電池活性物質(zhì)粘結(jié)性能，以減少粘結(jié)劑的使用，從而提高鋰離子電池的導(dǎo)電性能。因此，如何提供一種導(dǎo)電性好且粘結(jié)效果好，使電池容量得到更好地發(fā)揮，且制備工藝簡單的表面處理材料則成為一種客觀需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在解決上述問題，而提供一種能夠提高鋰電池活性物質(zhì)與集流體之間的粘附性能，提高集流體導(dǎo)電性、降低電池的電阻，防止集流體腐蝕及氧化，以提高電池的穩(wěn)定性，安全性及可靠性的用于鋰電池集流體的銀灰色導(dǎo)電漿料。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供了一種用于鋰電池集流體的銀灰色導(dǎo)電漿料，該導(dǎo)電漿料包含以重量百分比計(jì)的如下組分：

所述導(dǎo)電碳源為人造石墨、天然石墨中的一種或其組合，其顏色為淺黑色、銀灰色或灰白色。

優(yōu)選地，本發(fā)明的用于鋰電池集流體的銀灰色導(dǎo)電漿料包含以重量百分比計(jì)的如下組分：

所述導(dǎo)電碳源為人造石墨、天然石墨中的一種或其組合，其顏色為淺黑色、銀灰色或灰白色。

所述導(dǎo)電碳源的粒徑為15納米～50微米。

所述導(dǎo)電膠為水性LA-133，聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纖維素或丁苯橡膠的一種。

所述消泡劑為乙醇、甲醇、聚乙二醇、氧化鈣中的一種或者幾種的組合。

所述溶劑為去離子水。

本發(fā)明還提供了一種用于鋰電池集流體的銀灰色導(dǎo)電漿料的制備方法，該方法包括如下步驟：

a、將溶劑和導(dǎo)電膠按35～91.5:3～25的重量比加入攪拌機(jī)內(nèi)攪拌0.5～3小時(shí)；

b、向攪拌機(jī)內(nèi)加入重量百分比含量為5～30的導(dǎo)電碳源攪拌1～5小時(shí)，再加入重量百分比含量為0.5～10的消泡劑攪拌0.5～2小時(shí)，得到銀灰色的初分散導(dǎo)電漿料；

c、將步驟b中的初分散導(dǎo)電漿料加入分散裝置中分散3-10遍，得到銀灰色導(dǎo)電漿料。

步驟c中，所述的分散裝置為攪拌機(jī)、磨砂機(jī)或細(xì)胞粉碎儀。

本發(fā)明還提供了一種用于鋰電池集流體的銀灰色導(dǎo)電漿料作為鋰離子電池鋁/銅箔導(dǎo)電涂層的應(yīng)用。

本發(fā)明的貢獻(xiàn)在于，其有效解決了現(xiàn)有用于鋰電池集流體的導(dǎo)電漿料粘結(jié)強(qiáng)度有限，且導(dǎo)電漿料加工工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高的問題。本發(fā)明通過以導(dǎo)電碳源、導(dǎo)電膠、消泡劑及溶劑為原料制備的銀灰色導(dǎo)電漿料，應(yīng)用到集流體上得到集流體導(dǎo)電涂層，其不僅能提供靜態(tài)導(dǎo)電性能，收集鋰離子電池正負(fù)極活性物質(zhì)的微電流，從而可以大幅度降低活性物質(zhì)和集流體之間的電阻，而且還可提高兩者之間的附著力，大幅度減少粘結(jié)劑的用量，對集流體起到防腐蝕及氧化作用，提高電池的導(dǎo)電性、穩(wěn)定性、安全性及可靠性，提高電池配組，降低電池生產(chǎn)廠家成本，進(jìn)而使電池的整體性能產(chǎn)生顯著的提升。本發(fā)明還具有制備工藝簡單、生產(chǎn)成本低、使用壽命長、產(chǎn)品不良率低的特點(diǎn)。

【附圖說明】

圖1是本發(fā)明的導(dǎo)電漿料的示意圖。

圖2是本發(fā)明的導(dǎo)電漿料涂覆于鋁/銅箔的示意圖。

圖3是本發(fā)明的導(dǎo)電漿料SEM圖。

圖4是本發(fā)明的鋁/銅箔導(dǎo)電涂層斷面SEM圖。

【具體實(shí)施方式】

下列實(shí)施例是對本發(fā)明的進(jìn)一步解釋和補(bǔ)充，對本發(fā)明不構(gòu)成任何限制。

實(shí)施例1

向攪拌機(jī)中分別加入60克去離子水和15克聚乙烯吡咯烷酮攪拌2小時(shí)，然后加入20克平均粒徑為5微米的灰色導(dǎo)電人造石墨攪拌3小時(shí)，最后加入5克乙醇繼續(xù)攪拌1小時(shí)，得到顏色為銀灰色的初分散導(dǎo)電漿料，將初分散導(dǎo)電漿料用磨砂機(jī)分散6遍，得到銀灰色導(dǎo)電漿料，如圖1所示。

將得到的導(dǎo)電漿料進(jìn)行SEM表征，表征結(jié)果如圖3所示，從SEM圖可看出銀灰色導(dǎo)電漿料分散均勻。將得到的導(dǎo)電漿料在涂布機(jī)中涂布于鋰電池的集流體中，得到銀灰色集流體涂層，如圖2所示。將得到的涂層進(jìn)行SEM表征，表征結(jié)果如圖4所示，從SEM圖可看出銀灰色導(dǎo)電漿料與集流體接觸密實(shí)。將銀灰色涂層應(yīng)用到鋰離子電池中，測試結(jié)果表明，本發(fā)明的銀灰色導(dǎo)電漿料可降低電池活性物質(zhì)與集流體之間的電阻，提高電池的穩(wěn)定性、安全性及可靠性，其導(dǎo)電性能明顯優(yōu)于黑色導(dǎo)電漿料，且厚度薄，電極與集流體之間的粘附著性能優(yōu)勢明顯，電池廠家在應(yīng)用時(shí)易識(shí)別，可降低產(chǎn)品的不良率，提高電池的一致性。

實(shí)施例2

向攪拌機(jī)中分別加入66克去離子水和10克LA-133攪拌2小時(shí)，然后加入20克平均粒徑為20微米的灰色導(dǎo)電人造石墨攪拌3小時(shí)，最后加入4克甲醇繼續(xù)攪拌1小時(shí)，得到顏色為銀灰色的初分散導(dǎo)電漿料，將初分散導(dǎo)電漿料用細(xì)胞粉碎儀分散6遍，得到銀灰色導(dǎo)電漿料。

將得到的導(dǎo)電漿料進(jìn)行SEM表征，從表征結(jié)果可看出銀灰色導(dǎo)電漿料分散均勻。將得到的導(dǎo)電漿料在涂布機(jī)中涂布于鋰電池的集流體中，得到銀灰色集流體涂層。將得到的涂層進(jìn)行SEM表征，表征結(jié)果表明銀灰色導(dǎo)電漿料與集流體接觸密實(shí)。將銀灰色涂層應(yīng)用到鋰離子電池中，測試結(jié)果表明，本發(fā)明的銀灰色導(dǎo)電漿料可降低電池活性物質(zhì)與集流體之間的電阻，提高電池的穩(wěn)定性、安全性及可靠性，其導(dǎo)電性能明顯優(yōu)于黑色導(dǎo)電漿料，且厚度薄，電極與集流體之間的粘附著性能優(yōu)勢明顯，電池廠家在應(yīng)用時(shí)易識(shí)別，可降低產(chǎn)品的不良率，提高電池的一致性。

實(shí)施例3

向攪拌機(jī)中分別加入35克去離子水和25克羧甲基纖維素?cái)嚢?小時(shí)，然后加入30克平均粒徑為50微米的灰白色導(dǎo)電天然石墨攪拌5小時(shí)，最后加入10克聚乙二醇繼續(xù)攪拌2小時(shí)，得到顏色為銀灰色的初分散導(dǎo)電漿料，將初分散導(dǎo)電漿料用砂磨機(jī)分散10遍，得到銀灰色導(dǎo)電漿料。

將得到的導(dǎo)電漿料進(jìn)行SEM表征，從表征結(jié)果可看出銀灰色導(dǎo)電漿料分散均勻。將得到的導(dǎo)電漿料在涂布機(jī)中涂布于鋰電池的集流體中，得到銀灰色集流體涂層。將得到的涂層進(jìn)行SEM表征，表征結(jié)果表明銀灰色導(dǎo)電漿料與集流體接觸密實(shí)。將銀灰色涂層應(yīng)用到鋰離子電池中，測試結(jié)果表明，本發(fā)明的銀灰色導(dǎo)電漿料可降低電池活性物質(zhì)與集流體之間的電阻，提高電池的穩(wěn)定性、安全性及可靠性，其導(dǎo)電性能明顯優(yōu)于黑色導(dǎo)電漿料，且厚度薄，電極與集流體之間的粘附著性能優(yōu)勢明顯，電池廠家在應(yīng)用時(shí)易識(shí)別，可降低產(chǎn)品的不良率，提高電池的一致性。

實(shí)施例4

向攪拌機(jī)中分別加入91.5克去離子水和3克丁苯橡膠攪拌0.5小時(shí)，然后加入5克平均粒徑為200納米的銀灰色導(dǎo)電人造石墨攪拌1小時(shí)，最后加入0.5克氧化鈣繼續(xù)攪拌0.5小時(shí)，得到顏色為銀灰色的初分散導(dǎo)電漿料，將初分散導(dǎo)電漿料用砂磨機(jī)分散3遍，得到銀灰色導(dǎo)電漿料。

將得到的導(dǎo)電漿料進(jìn)行SEM表征，從表征結(jié)果可看出銀灰色導(dǎo)電漿料分散均勻。將得到的導(dǎo)電漿料在涂布機(jī)中涂布于鋰電池的集流體中，得到銀灰色集流體涂層。將得到的涂層進(jìn)行SEM表征，表征結(jié)果表明銀灰色導(dǎo)電漿料與集流體接觸密實(shí)。將銀灰色涂層應(yīng)用到鋰離子電池中，測試結(jié)果表明，本發(fā)明的銀灰色導(dǎo)電漿料可降低電池活性物質(zhì)與集流體之間的電阻，提高電池的穩(wěn)定性、安全性及可靠性，其導(dǎo)電性能明顯優(yōu)于黑色導(dǎo)電漿料，且厚度薄，電極與集流體之間的粘附著性能優(yōu)勢明顯，電池廠家在應(yīng)用時(shí)易識(shí)別，可降低產(chǎn)品的不良率，提高電池的一致性。

實(shí)施例5

向攪拌機(jī)中分別加入55克去離子水和15克LA-133攪拌2小時(shí)，然后加入25克平均粒徑為15納米的灰色導(dǎo)電人造石墨攪拌3小時(shí)，最后加入5克乙醇繼續(xù)攪拌1小時(shí)，得到顏色為銀灰色的初分散導(dǎo)電漿料，將初分散導(dǎo)電漿料用砂磨機(jī)分散6遍，得到銀灰色導(dǎo)電漿料。

將得到的導(dǎo)電漿料進(jìn)行SEM表征，從表征結(jié)果可看出銀灰色導(dǎo)電漿料分散均勻。將得到的導(dǎo)電漿料在涂布機(jī)中涂布于鋰電池的集流體中，得到銀灰色集流體涂層。將得到的涂層進(jìn)行SEM表征，表征結(jié)果表明銀灰色導(dǎo)電漿料與集流體接觸密實(shí)。將銀灰色涂層應(yīng)用到鋰離子電池中，測試結(jié)果表明，本發(fā)明的銀灰色導(dǎo)電漿料可降低電池活性物質(zhì)與集流體之間的電阻，提高電池的穩(wěn)定性、安全性及可靠性，其導(dǎo)電性能明顯優(yōu)于黑色導(dǎo)電漿料，且厚度薄，電極與集流體之間的粘附著性能優(yōu)勢明顯，電池廠家在應(yīng)用時(shí)易識(shí)別，可降低產(chǎn)品的不良率，提高電池的一致性。

籍此，本發(fā)明通過以導(dǎo)電碳源、導(dǎo)電膠、消泡劑及溶劑為原料制備的銀灰色導(dǎo)電漿料，應(yīng)用到集流體上得到集流體導(dǎo)電涂層，其不僅能提供靜態(tài)導(dǎo)電性能，收集鋰離子電池正負(fù)極活性物質(zhì)的微電流，從而可以大幅度降低活性物質(zhì)和集流體之間的電阻，而且還可提高兩者之間的附著力，大幅度減少粘結(jié)劑的用量，對集流體起到防腐蝕及氧化作用，提高電池的導(dǎo)電性、穩(wěn)定性、安全性及可靠性，提高電池配組，降低電池生產(chǎn)廠家成本，進(jìn)而使電池的整體性能產(chǎn)生顯著的提升。本發(fā)明還具有制備工藝簡單、生產(chǎn)成本低、使用壽命長、產(chǎn)品不良率低的特點(diǎn)。

盡管通過以上實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了揭示，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，在不偏離本發(fā)明構(gòu)思的條件下，對以上各構(gòu)件所做的變形、替換等均將落入本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。