時間:2022-06-23 17:22:36來源:維科鋰電網(wǎng)
1、炭黑
炭黑在掃描電鏡下呈鏈狀或葡萄狀,單個炭黑顆粒具有非常大的比表面積(700m2/g)。炭黑顆粒的高比表面積、堆積緊密有利于顆粒之間緊密接觸在一起,組成了電極中的導電網(wǎng)絡。比表面較大帶來的工藝問題是分散困難、具有較強的吸油性,這就要通過改善活物質(zhì)、導電劑的混料工藝來提高其分散性,并將炭黑量控制在一定范圍內(nèi)(通常是1.5%以下),炭黑形態(tài)及其在活物質(zhì)中混合狀態(tài)如圖1所示。
2、導電石墨
導電石墨也具有較好的導電性,其本身顆粒較接近活物質(zhì)顆粒粒徑,顆粒與顆粒之間呈點接觸的形式,可以構(gòu)成一定規(guī)模的導電網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),提高導電速率的同時用于負極時更可提高負極容量。
3、碳纖維(VGCF)
導電碳纖維具有線性結(jié)構(gòu),在電極中容易形成良好的導電網(wǎng)絡,表現(xiàn)出較好的導電性,因而減輕電極極化,降低電池內(nèi)阻及改善電池性能。在碳纖維作為導電劑的電池內(nèi)部,活物質(zhì)與導電劑接觸形式為點線接觸,相比于導電炭黑與導電石墨的點點接觸形式,不僅有利于提高電極導電性,更能降低導電劑用量,提高電池容量。VGCF和導電炭黑在活物質(zhì)中分散狀態(tài)比較如圖2所示:
4、碳納米管(CNT)
CNT可以分為單壁CNT和多壁CNT,一維結(jié)構(gòu)的碳納米管與纖維類似呈長柱狀,內(nèi)部中空。利用碳納米管作為導電劑可以較好的布起完善的導電網(wǎng)絡,其與活物質(zhì)也是呈點線接觸形式,關于提高電池容量(提高極片壓實密度)、倍率性能、電池循環(huán)壽命和降低電池界面阻抗具有很大的用途。目前,比亞迪、中航鋰電部分產(chǎn)品使用CNT作為導電劑,經(jīng)反響具有不錯的效果。碳納米管可分為糾纏式和陣列式兩種成長狀態(tài),無論是哪種形式其應用于鋰離子電池中都存在一個問題就是分散,目前可以通過高速剪切、添加分散劑、做成分散漿料、超細磨珠靜電分散等工藝解決。
5、石墨烯
石墨烯作為新型導電劑,由于其獨特的片狀結(jié)構(gòu)(二維結(jié)構(gòu)),與活性物質(zhì)的接觸為點-面接觸而不是常規(guī)的點點接觸形式,這樣可以最大化的發(fā)揮導電劑等用途,減少導電劑的用量,從而可以多使用活性物質(zhì),提升鋰離子電池容量。但是由于其成本較高,分散困難、具有阻礙鋰離子傳輸?shù)缺锥松形赐耆还I(yè)化應用。
6、二元、三元導電漿料
在最新的研究進展中,部分鋰離子電池選用的導電劑是CNT、石墨烯、導電炭黑之間兩者或三者的混合漿料。將導電劑復合做成導電漿料是工業(yè)應用的需求,也是導電劑之間相互協(xié)同、激發(fā)用途的結(jié)果。無論是炭黑、石墨烯還是CNT,將其三者單獨使用時已經(jīng)很大的分散難度,假如想要將其與活物質(zhì)均勻混合,則要在未進行電極漿料攪拌之前,將其分散開然后再投入使用。
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