锂电池导电剂的作用及应用.docx

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1、锂电池导电剂的作用及应用目录1 .电池导电剂是锂电池的关键辅助材料12 .新型电池导电剂与传统电池导电剂对比23 .锂电池用炭黑电池导电剂的特点24 .电池导电剂的应用及前景3锂电池作为能量密度高、循环寿命长的重要储能器件，近年来发展迅速。就目前商业化的锂离子电池系统而言，限制性能的因素主要来自于电导率。需要添加合适的电池导电剂来提高材料的电导率，构建稳定持久的导电网络，为电子传输提供快速通道，保证活性材料得到充分利用。因此，与活性材料相比，电池导电剂也是锂离子电池中不可缺少的材料。1 .电池导电剂是锂电池的关键辅助材料电池导电剂是锂离子电池的关键辅助材料，对于提高电池的导电性、容量、倍率性能

2、、循环性能具有重要作用。由于大多数正极材料活性物质的导电性能较差，内阻较大，因此需要电池导电剂形成导电网络，以提高电极材料活性物质与集流体之间的导电性能。目前电池导电剂主要用在正极片上。未来，随着硅基负极的加速渗透，电池导电剂在负极片上的应用将会加快。此外，电池导电剂还可以改善极片的加工性能，促进电解液对极片的浸润，有效增加电极材料中锂离子的迁移速率，减少极化，从而提高充电性能和性能。放电效率和电极的使用寿命。正极：主要提高正极材料的导电性能。锂离子正极材料的导电性较差。需要添加一定比例的电池导电剂，保证导电材料填充正极材料活性物质之间的空隙，形成良好的导电网络，提高正极材料的导电性能。负极：

3、主要减弱负极材料的膨胀，提高循环寿命。虽然负极材料的导电性良好，但在多次充放电过程中，锂电子的不断嵌入和脱落会引起石墨颗粒体积的膨胀和收缩，导致石墨颗粒之间的间隙变大，电导率降低。部件甚至可能从电极上脱落，从而降低锂离子电池的容量。添加电池导电剂可以改善负极的表面性能，保持电池的导电性能。电池导电剂占电池成本约1%,成本敏感度低，下游接受度高。由于电池导电剂在锂电池成本中占比不高，价格敏感性较弱，因此虽然新型电池导电剂的成本高于传统电池导电剂。然而，新型电池导电剂可以显着提高锂电池的能量密度和快速充电性能。因此，锂电百强厂商的接受度很高，成本可能不是首要考虑的因素。2 .新型电池导电剂与传统电

4、池导电剂对比多维度综合比较目前锂电池常用的电池导电剂主要有炭黑、导电石墨、VGCF.碳纳米管、石墨烯等。其中炭黑、导电石墨和VGCF属于传统的电池导电剂。碳纳米管和石墨烯是新型电池导电材料。导电炭黑：链状或葡萄状，具有高比表面积。炭黑可以与活性材料形成点对点接触，有利于电解质的吸附，提高离子电导率。添加量约为3%。是一种性价比较高的电池导电剂，但导电性能比较一般，依赖进口。碳纳米管：可分为单壁管和多壁管。一维碳纳米管呈圆柱形，内部中空，具有良好的电子导电性。纤维结构可以与活性材料进行点对线接触，在电极活性材料中形成连续的导电网络，起到“电线”的作用。碳纳米管电池导电剂有利于提高电池容量、倍率性

5、能、电池循环寿命，降低电池界面阻抗。石墨烯：具有片状二维结构，与活性物质形成点对面接触，可以最大限度地发挥电池导电剂的作用，减少电池中导电剂的用量。从而提高活性物质的比例，提高锂电池的容量。在少量添加的情况下，石墨烯可以更好地形成导电网络，效果比导电炭黑好得多。导电石墨：石墨电池的导电剂是人造石墨，其粒径较小，孔隙较发达，比表面积较大，能与活性物质形成点对点接触。有利于提高极片颗粒的压实密度,增加离子和电子的电导率，同时用于阳极时可以增加阴极的容量。3 .锂电池用炭黑电池导电剂的特点锂电池炭黑电池导电剂产品差异化明显，性能差距较大。低比表面积、高吸油值、低金属离子含量是导电炭黑成功应用的核心技

6、术指标。粒径和比表面积：炭黑粒径是指炭黑的原生粒径，比表面积是指单位质量或单位体积的炭黑颗粒的表面积之和。粒径小，比表面积大，具有较好的离子和电子传导性，有利于电解质的吸附，提高离子电导率。支链结构：支链结构可以与活性材料形成链状导电结构，增加导电接触点,有利于提高材料的电子导电率。DBP吸收值：炭黑的结构可以通过DBP吸收值来衡量。表面官能团：表面官能团的多少决定炭黑分散的难易程度。官能团越多越容易分散，但过多会削弱电池导电剂的导电性能。金属离子含量：金属离子含量过高会引起电池自放电，影响安全性能。一般锂电池用导电炭黑的金属离子含量较高，一般小于IOppMo目前，我国锂离子电池用电池导电剂仍以传统导电剂导电炭黑为主，其中SP产品为市场主流。SP导电炭黑是一种小颗粒导电炭黑，廉价实用，并且没有储锂功能，仅导电。4 .电池导电剂的应用及前景每种电池导电剂都有其自身的优点。未来电池导电剂的发展将重点关注以下四个方面：无论是在水体系中还是在NMP有机体系溶剂中，电池导电剂都应具有良好的分散性； 与高导电碳纳米管、石墨烯等新型碳材料复合，减少电池导电剂的使用比例，提高电池性能； 提高比表面积和电解液吸附能力，进一步提高极片的离子电导率。 无论是碳纳米管还是石墨烯复合材料，与传统材料相比，迫切需要降低成本以满足实际需求。