鋰電池導電劑哪種好?
鋰電池導電劑在整個鋰離子電池中主要有兩個作用:傳導電子和吸納電解液;所以添加導電劑后,能夠改善鋰離子電池的倍率、循環、降低內阻以及增加電池容量;導電劑不能加多也不能加少,多了不僅會影響能量密度,還會影響正極克容量的發揮。


鋰(li)電(dian)(dian)池導(dao)電(dian)(dian)劑(ji)按照物質分(fen)為:金屬導(dao)電(dian)(dian)劑(ji)和(he)碳材類導(dao)電(dian)(dian)劑(ji);目前主(zhu)要用的是碳材類的導(dao)電(dian)(dian)劑(ji),主(zhu)要有:Super-P,乙炔炭黑(hei),石(shi)墨、VGCF,CNT等(deng)。
從電(dian)阻率來說,CNT的電(dian)阻率最小(xiao),VGCF次之,電(dian)阻率最大的是Super-P;但是VGCF和CNT面臨的問(wen)題(ti)就是分散和價格(ge)問(wen)題(ti);
國內(nei)有些鋰電池生(sheng)產(chan)廠家在研究分(fen)散(san)好的(de)導(dao)(dao)(dao)電液,但(dan)效果都不(bu)(bu)是很(hen)好,性價比不(bu)(bu)劃算,所以現在用的(de)最多的(de)導(dao)(dao)(dao)電劑(ji)還(huan)是Super-P,以及導(dao)(dao)(dao)電石墨。
另外,乙炔炭黑也有效果,主要都是納米超導乙炔炭黑,添加少量就可以大大改善導電性能。
目前,大部分鋰電池生產廠家都是采用復合的導電劑,就是將幾種導電劑混合使用:
常用(yong)的組(zu)合為SP+KS系列(lie);或者SP+VGCF等;甚至有些廠家使(shi)用(yong)的是3組(zu)分導電劑。
導電劑的作用:
a)導(dao)(dao)電劑在電極(ji)中的(de)作用(yong)是提供電子(zi)移動的(de)通道,導(dao)(dao)電劑含(han)量適當(dang)能獲得較高(gao)的(de)放電容(rong)量和較好的(de)循環性能,含(han)量太(tai)低(di)則(ze)電子(zi)導(dao)(dao)電通道少(shao),不(bu)利于大電流(liu)充放電;太(tai)高(gao)則(ze)降(jiang)低(di)了(le)活性物質的(de)相對含(han)量,使(shi)電池容(rong)量降(jiang)低(di)。
b)導電(dian)劑的(de)存在可以影(ying)響(xiang)(xiang)電(dian)解液(ye)(ye)在電(dian)池(chi)體(ti)系內的(de)分(fen)布,由于(yu)受鋰離(li)子(zi)電(dian)池(chi)的(de)空間限制,注(zhu)入(ru)的(de)電(dian)解液(ye)(ye)量是(shi)(shi)有限的(de),一(yi)(yi)般是(shi)(shi)處于(yu)貧液(ye)(ye)狀態(tai),而(er)電(dian)解液(ye)(ye)作(zuo)為電(dian)池(chi)體(ti)系內部連接正(zheng)負(fu)極的(de)離(li)子(zi)體(ti),其分(fen)布對(dui)鋰離(li)子(zi)在液(ye)(ye)相中(zhong)的(de)遷移擴散有著至關重要的(de)影(ying)響(xiang)(xiang)。當一(yi)(yi)端(duan)電(dian)極中(zhong)導電(dian)劑含(han)量過高(gao)時,電(dian)解液(ye)(ye)富集在這一(yi)(yi)極而(er)使(shi)另一(yi)(yi)極的(de)鋰離(li)子(zi)傳輸過程緩慢,極化度較高(gao),在反復循(xun)環(huan)后易于(yu)失(shi)效(xiao),從而(er)影(ying)響(xiang)(xiang)電(dian)池(chi)的(de)整體(ti)性能。
C)當(dang)導電劑的含量(liang)達到一個轉折點就行,太(tai)多只(zhi)會減少電極(ji)密度,使容量(liang)下(xia)降,而太(tai)少則會導致(zhi)電極(ji)中(zhong)活(huo)性物質利用率低(di),且高倍率放電性能下(xia)降。
1、SP導電劑
目前國內鋰離子(zi)(zi)電(dian)(dian)池導(dao)(dao)電(dian)(dian)劑(ji)還是以常規導(dao)(dao)電(dian)(dian)劑(ji)SP為(wei)主。炭黑具有(you)(you)更(geng)好(hao)的(de)離子(zi)(zi)和電(dian)(dian)子(zi)(zi)導(dao)(dao)電(dian)(dian)能力,因為(wei)炭黑具有(you)(you)更(geng)大的(de)比表面積,所(suo)以有(you)(you)利(li)于電(dian)(dian)解質的(de)吸附而提高離子(zi)(zi)電(dian)(dian)導(dao)(dao)率(lv)(lv)。另外,炭一次顆粒團聚形成(cheng)支鏈結構,能夠(gou)與活性材料形成(cheng)鏈式導(dao)(dao)電(dian)(dian)結構,有(you)(you)助(zhu)于提高材料的(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)導(dao)(dao)電(dian)(dian)率(lv)(lv)。
2、石墨導電劑
基本為(wei)人(ren)造石墨(mo),與負極材料人(ren)造石墨(mo)相比,作(zuo)為(wei)導(dao)電(dian)劑的人(ren)造石墨(mo)具(ju)有更小(xiao)的顆粒度,有利于極片顆粒的壓實(shi)以(yi)及改善(shan)離子(zi)和電(dian)子(zi)電(dian)導(dao)率(lv)。
3、CNT導電劑
在高(gao)端數(shu)碼電池領(ling)域(yu)的應用比(bi)例較(jiao)高(gao)達50%以上,在動力電池領(ling)域(yu)的應用比(bi)例相(xiang)對較(jiao)低。但近年(nian)來隨(sui)著動力電池對能量密度、倍率性能、循環壽命等性能要求逐漸提高(gao),CNT導電劑在該領(ling)域(yu)應用比(bi)例正在逐漸上升。
4、科琴黑
科琴黑(hei)只(zhi)需(xu)要(yao)極低(di)的(de)(de)(de)添加量就(jiu)可以達到高(gao)導(dao)電(dian)(dian)(dian)性(xing),所以科琴黑(hei)一直是(shi)導(dao)電(dian)(dian)(dian)炭(tan)黑(hei)中的(de)(de)(de)極品,長期以來在(zai)市(shi)場中處于(yu)領先(xian)地(di)位。與其(qi)他用于(yu)電(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)(de)導(dao)電(dian)(dian)(dian)炭(tan)黑(hei)相(xiang)比較(jiao),科琴黑(hei)具有獨特的(de)(de)(de)支鏈(lian)狀形(xing)態(tai)。這(zhe)種形(xing)態(tai)的(de)(de)(de)優點(dian)在(zai)于(yu),導(dao)電(dian)(dian)(dian)體導(dao)電(dian)(dian)(dian)接觸(chu)點(dian)多,支鏈(lian)形(xing)成較(jiao)多導(dao)電(dian)(dian)(dian)通路(lu),因而(er)只(zhi)需(xu)很(hen)少的(de)(de)(de)添加量即可達到極高(gao)的(de)(de)(de)導(dao)電(dian)(dian)(dian)率(其(qi)他碳黑(hei)多為圓球狀或片狀,故需(xu)要(yao)很(hen)高(gao)的(de)(de)(de)添加量才(cai)能達到所需(xu)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)性(xing))。
科(ke)琴黑是(shi)目(mu)前(qian)比(bi)較前(qian)沿的(de)超級導(dao)電(dian)(dian)炭黑,目(mu)前(qian)鋰電(dian)(dian)的(de)前(qian)10強基本都在(zai)用(yong)或(huo)者試(shi)驗。其(qi)中EC-300J主要用(yong)于(yu)鎳(nie)氫、鎳(nie)鎘電(dian)(dian)池;ECP和ECP-600JD主要用(yong)于(yu)高(gao)倍(bei)率大容量和電(dian)(dian)流密度(du)的(de)鋰電(dian)(dian),其(qi)中以ECP-600JD變現尤為(wei)突出。業界普遍認為(wei):其(qi)優(you)越的(de)導(dao)電(dian)(dian)性和高(gao)純(chun)度(du)及獨特的(de)支鏈結構(gou),在(zai)鐵鋰為(wei)正(zheng)極材料的(de)時代會嶄(zhan)露頭角。





