鋰電體系的3種導電劑

鋰電知識 發佈 2024-01-02T23:07:30.140312+00:00

1 導電劑種類目前碳系導電劑為鋰電池化學體系中最常用的導電劑,主要包括導電石墨、導電炭黑和導電碳管等,這裡分別介紹這幾種材料的特點。1.

1 導電劑種類

目前碳系導電劑為鋰電池化學體系中最常用的導電劑,主要包括導電石墨導電炭黑導電碳管等,這裡分別介紹這幾種材料的特點。


1.1 導電石墨

導電石墨相對於其他類型導電劑粒徑較大,形貌一般為非規則球狀或者片狀,因此其與活性物質之間多為點對點或者點對面接觸形式,導電石墨對活性材料的包裹和間隙填充作用相對較弱,極片顆粒間良好導電網絡的形成需要更多的導電石墨;因此,導電石墨在正極極片的配方設計中一般應用較少,而多用於負極極片的配方設計,在石墨體系負極中,導電石墨既增加了電極導電性也充當了電極活性材料,同時由於石墨活性材料的各向異性和導電石墨的片狀結構可以很好地進行堆積,提高了極片的壓實密度。

石墨消費預測

電池細分市場的石墨預測


1.2 導電炭黑

導電炭黑初級粒子結構為零維,實際使用中的導電炭黑多為由初級納米級顆粒團聚成的多簇狀和纖維狀團聚物,雖然其與活性物質之間多為點對點接觸形式,但其團聚體的鏈狀形貌為活性材料提供了鏈式導電結構,同時由於其粒徑小、比表面積大、吸油值高,能更好地促進極片電解液吸附和浸潤,因此實際生產中可以實現更小的配方用量。需要注意的是,科琴黑一類超級導電炭黑,由於其超高比表面會增加分散難度,溶劑的使用量也會相對更多,導致漿料的固含量設計下降,以致塗覆能耗增加甚至影響塗覆質量。因此,如何快速製備均一穩定的電極漿料,提高合漿效率和質量,成為合漿工序的重要課題。


1.3 碳納米管

碳納米管為一維管狀分子結構,其與活性物質之間點對線的接觸形式,在改善活性物質導電性和導熱性上作用更加明顯。但由於碳納米管長徑比高達103~104(徑向尺寸在納米量級,軸向尺寸在微米量級),同樣存在容易團聚和分散困難的問題。實際生產中使用的碳納米管為分散後的液體漿料,碳納米管複合導電漿料通常除了碳納米管外也會包含炭黑、科琴黑和分散劑等;複合導電漿料通過多種導電劑的協同作用,可以構建出更加高效的立體導電網絡,導電劑與活性物質的接觸點變得更多且更加穩定。負極化學體系中,導電石墨和導電炭黑通常被同時作為石墨負極的導電劑,例如:導電石墨KS-6被用作填充石墨之間的較大間隙以形成導電橋,導電碳黑Super P Li則散布在石墨表面將其包覆以形成支鏈狀導電網絡,通過導電劑的協同作用,大幅提高電極電導率。



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