一种负极浆料添加剂、石墨烯电池负极浆料及其制备方法与流程

1.本发明涉及电池技术领域，尤其是指一种负极浆料添加剂、石墨烯电池负极浆料及其制备方法。


背景技术：

2.负极浆料是一种重要的电池材料，它是由多种化学物质混合而成的浆料，主要用于制造钾离子电池、镍氢电池等电池类型。负极浆料的组成对电池的性能和寿命有着重要的影响，因此在电池制造过程中，负极浆料的配方和制备工艺都是非常关键的。负极浆料的主要成分是碳负极材料，它是由天然石墨、人造石墨、碳黑等材料制成的。除了碳负极材料外，负极浆料中还包含了一些添加剂，如聚合物粘合剂、导电剂、增塑剂等。这些添加剂的作用是增强负极材料的导电性、机械强度和柔韧性，从而提高电池的性能和寿命。新能源汽车的主要动力来源于电池。
3.目前，市面上普遍使用的石墨烯电池，具有高效、环保、安全等优点。但是石墨烯电池普遍存在耐低温性能较弱，受区域、季节的影响较大，高温环境下经常会出现热稳定性较差等无法解决的问题。存在这些问题的主要原因，是因为在高温环境下，液态水蒸发失水、电解液燃烧造成电池鼓包甚至发生爆炸；在低温环境下，也会降低电池的放电容量；同时，石墨烯电池的在制作过程中存在石墨烯添加困难、在负极板活性物质中分布不均匀等问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种石墨烯电池负极浆料的添加剂，其能为石墨烯电池的提供一种相对稳定的液体环境，降低失水率，使石墨烯在负极板活性物质中分布均匀，具有控温，防止负极板提前硬化的功能，对电池的寿命延长有很好的效果，提高电池的充电效率和使用效率。
5.为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：
6.一种石墨烯电池负极浆料的添加剂，包括膨松剂、抗温剂、增稠剂和导电剂；其包含如下重量份数的组分：膨松剂70-90份、增稠剂5-10份、抗温剂5-10份、导电剂5-10份；
7.作为一种优选方案，膨松剂为氮化盐与磷酸盐的混合物，磷酸盐为磷酸二氢钠和/或磷酸盐二氢钾。
8.作为一种优选方案，导电剂包括石墨烯。
9.作为一种优选方案，抗温剂为木素磺酸钠和胡敏酸钠的混合物。
10.作为一种优选方案，增稠剂包括羧甲基纤维素(cmc)、纳米级氧化钛(tio2)、聚丙烯酰胺(paa)或羧甲基纤维素钠(nacmc)中的一种或多种。
11.一种石墨烯电池负极浆料，包括有上述的石墨烯电池负极浆料添加剂。
12.一种石墨烯电池负极浆料的制备方法，包括上述的石墨烯电池负极浆料，包括以下步骤：
13.s1.准备所需原料：硫酸钡、炭黑、腐殖酸、木素磺酸钠、纯净水和添加剂；
14.s2.将s1步骤中的原料放入研磨搅拌设备，进行搅拌和研磨处理；
15.s3.待混合物溶解均匀后，将得到的液体保存在干燥洁净的容器中，密封保存。
16.作为一种优选方案，在s2步骤中，搅拌和研磨处理时的温度控制在5-10℃。
17.本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，其主要是通过在原有的石墨烯电池负极浆料中添加膨松剂、抗温剂、增稠剂和导电剂，其能防止电源因充电发热造成失水鼓包、在寒冷冬天电池负极板提前萎缩硬化造成电压低，从而达到提高电池寿命的效果。质量、效率提高，能耗、原材料节省，操作、使用便捷，降低成本、减少环境污染。
18.为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面通过具体实施例来对本发明进行详细说明。
具体实施方式
19.为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施实例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
20.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
21.本发明实施例提供了一种石墨烯电池负极浆料的添加剂，包括膨松剂、抗温剂、增稠剂和导电剂；其包含如下重量份数的组分：膨松剂70-90份、增稠剂5-10份、抗温剂5-10份、导电剂5-10份；
22.在本实施例中，膨松剂为氮化盐与磷酸盐的混合物，磷酸盐为磷酸二氢钠和/或磷酸盐二氢钾，膨松剂用于蓬松负极极板以及蓬松分散浆料，其具有膨胀性强、导电度强的物理性质，在充放电过程中进行吸氧放氧，进行化学反应生成水，防止电解液减少，提高电解液的水平高度；
23.导电剂包括石墨烯，石墨烯是一种具有优异导电和机械性能的纤维材料，石墨烯具有密度小、电阻小、导电度强和表面积大的特性，添加石墨烯到负极浆料中可提高导电性能、溶液的分散性、循环稳定性以及充放电速率；
24.抗温剂为木素磺酸钠和胡敏酸钠的混合物，该抗温剂利用木素磺酸钠和胡敏酸钠膨胀性强、导电性强，溶于水吸热使溶液变冷的物理性质，与纯净水按照一定的比例配方制作而成，防止电池因充电发热失水鼓包发生爆炸、电池负极板提前硬化造成电压低，解决电池寿命受温度影响的问题，能在寒冷的冬天提高放电容量，达到提高电池寿命的效果；
25.增稠剂包括羧甲基纤维素(cmc)、纳米级氧化钛(tio2)、聚丙烯酰胺(paa)或羧甲基纤维素钠(nacmc)中的一种或多种，增稠剂主要用于提高负极浆料的粘度和稳定性；在本实施例中采用羧甲基纤维素，是一种水溶性聚合物，可在负极浆料中增加黏度，提高浆料的流变性能。
26.本发明实施例还提供了一种石墨烯电池负极浆料，其包括上述的石墨烯电池负极
浆料添加剂。
27.本发明实施例还提供了一种石墨烯电池负极浆料的制备方法，其包括上述的石墨烯电池负极浆料，包括以下步骤：
28.s1.准备所需原料：硫酸钡、炭黑、腐殖酸、木素磺酸钠、纯净水和添加剂；硫酸钡、炭黑、腐殖酸、木素磺酸钠、纯净水与添加剂的重量比例为20:1；
29.s2.将s1步骤中的原料放入研磨搅拌设备，进行搅拌和研磨处理；按一定的比例，在一定的温度下，通过循环搅拌、研磨；
30.s3.待混合物溶解均匀后，将得到的液体保存在干燥洁净的容器中，密封保存。
31.在本实施例的s2步骤中，搅拌和研磨处理时的温度控制在5-10℃，防止温度过高使纯净水挥发，造成负极浆料的水分比例减少。
32.通过在原有的石墨烯电池负极浆料中添加膨松剂、抗温剂、增稠剂和导电剂，制作成分散一致性均匀的水性流动性负极浆料添加剂，通过膨松剂将负极电极活化蓬松，并且能在电池的充放电过程中，保持电解液的液面高度，防止电源因充电发热造成失水鼓包、在寒冷冬天电池负极板提前萎缩硬化造成电压降低，从而达到提高电池使用寿命的效果；同时，通过添加剂也解决了石墨烯在负极板活性物添加困难、分散不均匀的问题，从而提高了电池的质量和能效，降低了使用成本、减少环境污染。
33.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种石墨烯电池负极浆料的添加剂，其特征在于：包括膨松剂、抗温剂、增稠剂和导电剂；其包含如下重量份数的组分：膨松剂70-90份、增稠剂5-10份、抗温剂5-10份、导电剂5-10份。2.根据权利要求1的一种石墨烯电池负极浆料的添加剂，其特征在于：所述膨松剂为氮化盐与磷酸盐的混合物，所述磷酸盐为磷酸二氢钠和/或磷酸盐二氢钾。3.根据权利要求1的一种石墨烯电池负极浆料的添加剂，其特征在于：所述导电剂包括石墨烯。4.根据权利要求1的一种石墨烯电池负极浆料的添加剂，其特征在于：所述抗温剂为木素磺酸钠和胡敏酸钠的混合物。5.根据权利要求1的一种石墨烯电池负极浆料的添加剂，其特征在于：所述增稠剂包括羧甲基纤维素(cmc)、纳米级氧化钛(tio2)、聚丙烯酰胺(paa)和羧甲基纤维素钠(nacmc)。6.一种石墨烯电池负极浆料，其特征在于：包括权利要求1-5任一项所述的石墨烯电池负极浆料添加剂。7.一种石墨烯电池负极浆料的制备方法，包括权利要求6的石墨烯电池负极浆料，其特征在于：包括以下步骤：s1.准备所需原料：硫酸钡、炭黑、腐殖酸、木素磺酸钠、纯净水和添加剂；s2.将s1步骤中的原料放入研磨搅拌设备，进行搅拌和研磨处理；s3.待混合物溶解均匀后，将得到的液体保存在干燥洁净的容器中，密封保存。8.根据权利要求7的一种石墨烯电池负极浆料的制备方法，其特征在于：在s2步骤中，搅拌和研磨处理时的温度控制在5-10℃。

技术总结
本发明公开一种石墨烯电池负极浆料的添加剂，包括膨松剂、抗温剂、增稠剂和导电剂；其包含如下重量份数的组分：膨松剂70-90份、增稠剂5-10份、抗温剂5-10份、导电剂5-10份；其能为石墨烯电池的提供一种相对稳定的液体环境，降低失水率，使石墨烯在负极板活性物质中分布均匀，具有控温，防止负极板提前硬化的功能，对电池的寿命延长有很好的效果，提高电池的充电效率和使用效率。率和使用效率。


技术研发人员：彭接华 彭欣雨 彭锦臣 周梓鸣
受保护的技术使用者：江西玖越新能源科技有限公司
技术研发日：2023.08.04
技术公布日：2023/10/5