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锂电池导电剂哪种好?

添加时间:2021/4/30 12:47:59 编辑:电池在线网  文章来源:电池在线网

电池在线网报道:

锂电池导电剂在整个锂离子电池中主要有两个作用:传导电子和吸纳电解液;所以添加导电剂后,能够改善锂离子电池的倍率、循环、降低内阻以及增加电池容量;导电剂不能加多也不能加少,多了不仅会影响能量密度,还会影响正极克容量的发挥。

锂电池导电剂

锂电池导电剂按照物质分为:金属导电剂和碳材类导电剂;目前主要用的是碳材类的导电剂,主要有:Super-P,乙炔炭黑,石墨、VGCF,CNT等。

从电阻率来说,CNT的电阻率最小,VGCF次之,电阻率最大的是Super-P;但是VGCF和CNT面临的问题就是分散和价格问题;
国内有些锂电池生产厂家在研究分散好的导电液,但效果都不是很好,性价比不划算,所以现在用的最多的导电剂还是Super-P,以及导电石墨。

另外,乙炔炭黑也有效果,主要都是纳米超导乙炔炭黑,添加少量就可以大大改善导电性能。
目前,大部分锂电池生产厂家都是采用复合的导电剂,就是将几种导电剂混合使用:
常用的组合为SP+KS系列;或者SP+VGCF等;甚至有些厂家使用的是3组分导电剂。

导电剂的作用:

a)导电剂在电极中的作用是提供电子移动的通道,导电剂含量适当能获得较高的放电容量和较好的循环性能,含量太低则电子导电通道少,不利于大电流充放电;太高则降低了活性物质的相对含量,使电池容量降低。

b)导电剂的存在可以影响电解液在电池体系内的分布,由于受锂离子电池的空间限制,注入的电解液量是有限的,一般是处于贫液状态,而电解液作为电池体系内部连接正负极的离子体,其分布对锂离子在液相中的迁移扩散有着至关重要的影响。当一端电极中导电剂含量过高时,电解液富集在这一极而使另一极的锂离子传输过程缓慢,极化度较高,在反复循环后易于失效,从而影响电池的整体性能。

C)当导电剂的含量达到一个转折点就行,太多只会减少电极密度,使容量下降,而太少则会导致电极中活性物质利用率低,且高倍率放电性能下降。

1、SP导电剂

目前国内锂离子电池导电剂还是以常规导电剂SP为主。炭黑具有更好的离子和电子导电能力,因为炭黑具有更大的比表面积,所以有利于电解质的吸附而提高离子电导率。另外,炭一次颗粒团聚形成支链结构,能够与活性材料形成链式导电结构,有助于提高材料的电子导电率。

2、石墨导电剂

基本为人造石墨,与负极材料人造石墨相比,作为导电剂的人造石墨具有更小的颗粒度,有利于极片颗粒的压实以及改善离子和电子电导率。

3、CNT导电剂

在高端数码电池领域的应用比例较高达50%以上,在动力电池领域的应用比例相对较低。但近年来随着动力电池对能量密度、倍率性能、循环寿命等性能要求逐渐提高,CNT导电剂在该领域应用比例正在逐渐上升。

4、科琴黑

科琴黑只需要极低的添加量就可以达到高导电性,所以科琴黑一直是导电炭黑中的极品,长期以来在市场中处于领先地位。与其他用于电池的导电炭黑相比较,科琴黑具有独特的支链状形态。这种形态的优点在于,导电体导电接触点多,支链形成较多导电通路,因而只需很少的添加量即可达到极高的导电率(其他碳黑多为圆球状或片状,故需要很高的添加量才能达到所需的电性)。

科琴黑是目前比较前沿的超级导电炭黑,目前锂电的前10强基本都在用或者试验。其中EC-300J主要用于镍氢、镍镉电池;ECP和ECP-600JD主要用于高倍率大容量和电流密度的锂电,其中以ECP-600JD变现尤为突出。业界普遍认为:其优越的导电性和高纯度及独特的支链结构,在铁锂为正极材料的时代会崭露头角。








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