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

背景技術：

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、長壽命的動力電池在鋰離子電池行業(yè)占主導地位。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)劑實現(xiàn)活性物質(zhì)固定于集流體表面。然而，這樣的結(jié)構設計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面影響；2)粘結(jié)劑的粘結(jié)強度有限，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，導致電池內(nèi)阻進一步加大，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電性能。因此，如何提供一種導電性好且粘結(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。

技術實現(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電漿料。

為實現(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電漿料，該導電漿料包含以重量百分比計的如下組分：

所述導電碳源為人造石墨、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電漿料包含以重量百分比計的如下組分：

所述導電碳源為人造石墨、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。

所述導電碳源的粒徑為15納米～50微米。

所述導電膠為水性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電漿料的制備方法，該方法包括如下步驟：

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

b、向攪拌機內(nèi)加入重量百分比含量為5～30的導電碳源攪拌1～5小時，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，得到銀灰色的初分散導電漿料；

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

步驟c中，所述的分散裝置為攪拌機、磨砂機或細胞粉碎儀。

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

本發(fā)明的貢獻在于，其有效解決了現(xiàn)有用于鋰電池集流體的導電漿料粘結(jié)強度有限，且導電漿料加工工藝復雜，生產(chǎn)成本高的問題。本發(fā)明通過以導電碳源、導電膠、消泡劑及溶劑為原料制備的銀灰色導電漿料，應用到集流體上得到集流體導電涂層，其不僅能提供靜態(tài)導電性能，收集鋰離子電池正負極活性物質(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。

【附圖說明】

圖1是本發(fā)明的導電漿料的示意圖。

圖2是本發(fā)明的導電漿料涂覆于鋁/銅箔的示意圖。

圖3是本發(fā)明的導電漿料SEM圖。

圖4是本發(fā)明的鋁/銅箔導電涂層斷面SEM圖。

【具體實施方式】

下列實施例是對本發(fā)明的進一步解釋和補充，對本發(fā)明不構成任何限制。

實施例1

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

將得到的導電漿料進行SEM表征，表征結(jié)果如圖3所示，從SEM圖可看出銀灰色導電漿料分散均勻。將得到的導電漿料在涂布機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。將得到的涂層進行SEM表征，表征結(jié)果如圖4所示，從SEM圖可看出銀灰色導電漿料與集流體接觸密實。將銀灰色涂層應用到鋰離子電池中，測試結(jié)果表明，本發(fā)明的銀灰色導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，其導電性能明顯優(yōu)于黑色導電漿料，且厚度薄，電極與集流體之間的粘附著性能優(yōu)勢明顯，電池廠家在應用時易識別，可降低產(chǎn)品的不良率，提高電池的一致性。

實施例2

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

將得到的導電漿料進行SEM表征，從表征結(jié)果可看出銀灰色導電漿料分散均勻。將得到的導電漿料在涂布機中涂布于鋰電池的集流體中，得到銀灰色集流體涂層。將得到的涂層進行SEM表征，表征結(jié)果表明銀灰色導電漿料與集流體接觸密實。將銀灰色涂層應用到鋰離子電池中，測試結(jié)果表明，本發(fā)明的銀灰色導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，其導電性能明顯優(yōu)于黑色導電漿料，且厚度薄，電極與集流體之間的粘附著性能優(yōu)勢明顯，電池廠家在應用時易識別，可降低產(chǎn)品的不良率，提高電池的一致性。

實施例3

向攪拌機中分別加入35克去離子水和25克羧甲基纖維素攪拌3小時，然后加入30克平均粒徑為50微米的灰白色導電天然石墨攪拌5小時，最后加入10克聚乙二醇繼續(xù)攪拌2小時，得到顏色為銀灰色的初分散導電漿料，將初分散導電漿料用砂磨機分散10遍，得到銀灰色導電漿料。

將得到的導電漿料進行SEM表征，從表征結(jié)果可看出銀灰色導電漿料分散均勻。將得到的導電漿料在涂布機中涂布于鋰電池的集流體中，得到銀灰色集流體涂層。將得到的涂層進行SEM表征，表征結(jié)果表明銀灰色導電漿料與集流體接觸密實。將銀灰色涂層應用到鋰離子電池中，測試結(jié)果表明，本發(fā)明的銀灰色導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，其導電性能明顯優(yōu)于黑色導電漿料，且厚度薄，電極與集流體之間的粘附著性能優(yōu)勢明顯，電池廠家在應用時易識別，可降低產(chǎn)品的不良率，提高電池的一致性。

實施例4

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

將得到的導電漿料進行SEM表征，從表征結(jié)果可看出銀灰色導電漿料分散均勻。將得到的導電漿料在涂布機中涂布于鋰電池的集流體中，得到銀灰色集流體涂層。將得到的涂層進行SEM表征，表征結(jié)果表明銀灰色導電漿料與集流體接觸密實。將銀灰色涂層應用到鋰離子電池中，測試結(jié)果表明，本發(fā)明的銀灰色導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，其導電性能明顯優(yōu)于黑色導電漿料，且厚度薄，電極與集流體之間的粘附著性能優(yōu)勢明顯，電池廠家在應用時易識別，可降低產(chǎn)品的不良率，提高電池的一致性。

實施例5

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

將得到的導電漿料進行SEM表征，從表征結(jié)果可看出銀灰色導電漿料分散均勻。將得到的導電漿料在涂布機中涂布于鋰電池的集流體中，得到銀灰色集流體涂層。將得到的涂層進行SEM表征，表征結(jié)果表明銀灰色導電漿料與集流體接觸密實。將銀灰色涂層應用到鋰離子電池中，測試結(jié)果表明，本發(fā)明的銀灰色導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，其導電性能明顯優(yōu)于黑色導電漿料，且厚度薄，電極與集流體之間的粘附著性能優(yōu)勢明顯，電池廠家在應用時易識別，可降低產(chǎn)品的不良率，提高電池的一致性。

籍此，本發(fā)明通過以導電碳源、導電膠、消泡劑及溶劑為原料制備的銀灰色導電漿料，應用到集流體上得到集流體導電涂層，其不僅能提供靜態(tài)導電性能，收集鋰離子電池正負極活性物質(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。

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