鉅大LARGE | 點擊量:2854次 | 2021年10月30日
四類常規鋰離子電池導電劑材料比較分解
隨著鋰離子電池的商品化越來越廣泛,鋰離子電池的電池在正極材料表面的充放電過程是當電池放電時候,處于孔中的鋰離子進入正極活性物質中,倘若電流加大則極化新增,放電困難,這樣電子間的導電性就較差,光靠活性物質本省的導電性是遠遠不夠的,為了保證電極有良好的充放電性能,在極片制作時通常加入一定量的導電劑,在活性物質之間與集流體起到收集微電流的用途。
導電劑綜述
作為鋰離子電池導電劑材料使用的緊要有常規導電劑SUPER-P、KS-6、導電石墨、碳納米管、石墨烯、碳纖維VGCF等,這些導電劑擁有各自的優劣勢。詳盡來看:
1、SP
目前國內鋰離子電池導電劑還是以常規導電劑SP為主。炭黑具有更好的離子和電子導電能力,因為炭黑具有更大的比表面積,所以有利于電解質的吸附而提高離子電導率。另外,炭一次顆粒團聚形成支鏈結構,能夠與活性材料形成鏈式導電結構,有助于提高材料的電子導電率。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
2、石墨導電劑
石墨導電劑有:KS-6、KS-15、SFG-6、SFG-15。基本為人造石墨,與負極材料人造石墨相比,作為導電劑的人造石墨具有更小的顆粒度,有利于極片顆粒的壓實以及改善離子和電子電導率。
3、CNT導電劑
在高端數碼電池范疇的使用比例較高達50%以上,在動力鋰離子電池范疇的使用比例相對較低。但近年來隨著動力鋰離子電池對能量密度、倍率性能、循環壽命等性能要求逐漸提高,CNT導電劑在該范疇使用比例正在逐漸上升。
4、碳黑導電劑
碳黑導電劑有:科琴黑、乙炔黑、SuperP、SuperS、350G、碳纖維(VGCF)、碳納米管(CNTs)等。
科琴黑:科琴黑只要極低的添加量就可以達到高導電性,所以科琴黑一直是導電炭黑中的優品,長期以來在市場中處于領先地位。與其他用于電池的導電炭黑相比較,科琴黑具有神奇的支鏈狀形態。這種形態的優勢在于,導電體導電接觸點多,支鏈形成較多導電通路,因而只需很少的添加量即可達到極高的導電率(其他碳黑多為圓球狀或片狀,故要很高的添加量才能達到所需的電性)??魄俸谑悄壳氨容^前沿的超級導電炭黑,目前鋰電的前10強基本都在用或者實驗。其中EC-300J緊要用于鎳氫、鎳鎘電池;ECP和ECP-600JD緊要用于高倍率大容量和電流密度的鋰電,其中以ECP-600JD變現尤為突出。業界普遍認為:其優越的導電性和高純度及神奇的支鏈結構,在鐵鋰為正極材料的時代會嶄露頭角。
乙炔黑(Acetyleneblack):由碳化鈣法或石腦油(粗汽油)熱解時副產氣分析精制得到的純度99%以上的乙炔,經繼續熱解后得到的碳黑。