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隨著汽車動力電池和儲能電池需求量的高速增長,，我國鋰電子電池產(chǎn)業(yè)將在新的起點上引來發(fā)展機遇。其中鋰電子電池正極材料為三元材料、磷酸鐵鋰和鈷酸鋰等,，但因其電導率較低，為減少鋰電子電池的極化內(nèi)阻,，需要輔助添加導電劑構(gòu)建電子導電網(wǎng)絡(luò),，增加電子傳導速率，確保電子能夠和鋰離子同時到達活性物質(zhì)表面從而參與電化學反應,，實現(xiàn)正極活性物質(zhì)性能的良好發(fā)揮,。

鋰電池中的導電劑通常是炭黑、石墨烯,、碳納米管等導電碳材料,，其中石墨烯導電材料的制備方法中,，液相物理法剝離方式以低成本且保留高導電性的特點應用較為廣泛,。但液相剝離方式目前以大片徑膨脹石墨為原材料，導致最終獲取的導電漿料的石墨烯片徑較大,，其漿料穩(wěn)定性較差,，長時間存儲后容易沉降。如果增加分散劑含量,，增加導電碳材料間的空間位阻,，以減少其凝聚，但分散劑比例增加勢必會增加成本,，且分散劑本身最終殘留電池極片中,，可能與電解液兼容性差，且在高溫或者較高電壓平臺下分解導致電池性能失效,。

圖1

所以,，可嘗試從分散工藝入手，選擇合適的分散方法,，來獲得具有較好分散穩(wěn)定性的石墨烯導電漿料,。我們提供一種具有較好分散穩(wěn)定性和流動性的漿料制備方法，即采用TRILOS超高壓納米均質(zhì)機對石墨烯導電漿料進行均勻細化處理,，較大或團聚的顆粒得以分散,，從而提高漿料的穩(wěn)定性。  

1. TRILOS超高壓納米均質(zhì)機介紹：

TRILOS超高壓納米均質(zhì)機采用高壓噴射原理,，能夠在短時間內(nèi)產(chǎn)生巨大的剪切力,，碰撞力，氣穴力,，從而將大量能量集中作用于物料,，使物料的成分以完全的均質(zhì)的狀態(tài)存在，能夠大幅提升效率,。通過調(diào)控均質(zhì)機來達到理想的粒徑分布效果,，且不會產(chǎn)生金屬材料污染，可實現(xiàn)實驗研發(fā)到大生產(chǎn)的線形放大,，為高價值材料提供可靠的技術(shù)方案,。

TRILOS超高壓納米均質(zhì)機不堵不漏，采用10寸工業(yè)觸控屏,，可實時監(jiān)控壓力曲線圖,，最高壓力可達4000bar。

圖2 均質(zhì)機原理圖

圖3 各型號的TRILOS超高壓納米均質(zhì)機

2. 實驗過程

1） 采用氣流粉碎機對膨脹石墨烯微片粉體進行粉粹處理得D50為10土2μm, D99 <

100μm;

2） 取步驟1)得到的2kg石墨烯以及8kg碳納米管加入到預先溶解有0.25kg聚偏二氟乙烯、0.25kg聚乙烯醇縮醛樹脂,、0.5kg氫化丁晴橡膠的磷酸三乙酯中,，磷酸三乙酯的重量為88.5kg，后加入總量為0.5kg的pH調(diào)節(jié)劑,，然后用球磨裝置進行初步剝離處理;

3） 采用球磨裝置進行第二次剝離分散處理,，粒徑達到D50<15μm，D99<50μm,；

4） 采用TRILOS超高壓納米均質(zhì)機進行第三次剝離分散處理,，粒徑達到D50<l0μm，D99<30μm,；

5） 經(jīng)過除磁處理后得到石墨烯導電漿料。

3. 實驗結(jié)果

表1 導電漿料物理性能檢測結(jié)果表

將導電漿料使用刮刀均勻涂覆到聚對苯二甲酸乙二酯薄膜上,，并置于鼓風烘箱中烘干獲得極片,，使用拉曼光譜儀測試極片的G峰、D峰的峰面積或峰強度比值,，即為GD比值（0.99）,，GD比值越大說明石墨化程度越好，材料性能越佳,。

將導電漿料用在正極體系中來評估其導電性能,。以在磷酸鐵鋰(LFP)體系為例，以PVDF（聚偏二氟乙烯）為粘結(jié)劑,，以質(zhì)量百分含量計,，則LFP含量為96%、導電漿料含量為1%,、PVDF的含量為3 %,，正極合漿的固含量按照粘度需求控制在50-60%，合漿完成后均勻涂覆到PET膜上,，然后使用四探針測試儀測試極片電阻率,。同時將導電漿料稀釋后制樣于碳支持膜上，以高倍率透射電鏡進行石墨烯片層拍攝,，統(tǒng)計片層值,，檢測結(jié)果如表2所示。從表中的測試結(jié)果看,，用TRILOS超高壓納米均質(zhì)機可有效地提高石墨烯導電漿料的分散穩(wěn)定性,，和鋰電池極片的導電性能。

表2 導電漿料極片體電阻率和片層檢測結(jié)果表

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