隨著汽車動力電池和儲能電池需求量的高速增長，我國鋰電子電池產業將在新的起點上引來發展機遇。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阻，需要輔助添加導電劑構建電子導電網絡，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表面從而參與電化學反應，實現正極活性物質性能的良好發揮。

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定性的石墨烯導電漿料。我們提供一種具有較好分散穩定性和流動性的漿料制備方法，即采用TRILOS超高壓納米均質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，從而提高漿料的穩定性。  

1. TRILOS超高壓納米均質機介紹：

TRILOS超高壓納米均質機采用高壓噴射原理，能夠在短時間內產生巨大的剪切力，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的狀態存在，能夠大幅提升效率。通過調控均質機來達到理想的粒徑分布效果，且不會產生金屬材料污染，可實現實驗研發到大生產的線形放大，為高價值材料提供可靠的技術方案。

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

圖2 均質機原理圖

圖3 各型號的TRILOS超高壓納米均質機

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調節劑，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超高壓納米均質機進行第三次剝離分散處理，粒徑達到D50<l0μm，D99<30μm；

5） 經過除磁處理后得到石墨烯導電漿料。

3. 實驗結果

表1 導電漿料物理性能檢測結果表

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）為粘結劑，以質量百分含量計，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，統計片層值，檢測結果如表2所示。從表中的測試結果看，用TRILOS超高壓納米均質機可有效地提高石墨烯導電漿料的分散穩定性，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果表

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