锂电池的导电剂材料

2019-05-24      1287 次浏览

跟着锂电池的商品化越来越广泛,锂电池的电池在正极资料外表的充放电进程是当电池放电时候,处于孔中的锂离子进入正极活性物质中,如果电流加大则极化增加,放电困难,这样电子间的导电性就较差,光靠活性物质本省的导电性是远远不够的,为了保证电极有杰出的充放电功能,在极片制作时通常加入一定量的导电剂,在活性物质之间与集流体起到收集微电流的作用。


导电剂综述


作为锂离子电池导电剂资料使用的首要有惯例导电剂SUPER-P、KS-6、导电石墨、碳纳米管、石墨烯、碳纤维VGCF等,这些导电剂具有各自的优劣势。


导电剂的使用


1、SP


现在国内锂离子电池导电剂还是以惯例导电剂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外表积,所以有利于电解质的吸附而进步离子电导率。别的,炭一次颗粒团聚构成支链结构,能够与活性资料构成链式导电结构,有助于进步资料的电子导电率。


2、石墨导电剂


根本为人造石墨,与负极资料人造石墨相比,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进离子和电子电导率。


3、CNT导电剂


在高端数码电池范畴的使用份额较高达50%以上,在动力电池范畴的使用份额相对较低。但近年来跟着动力电池对能量密度、倍率功能、循环寿命等功能要求逐步进步,CNT导电剂在该范畴使用份额正在逐步上升。


4、科琴黑


科琴黑只需要极低的增加量就能够达到高导电性,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状。这种形状的优点在于,导电体导电接触点多,支链构成较多导电通路,因而只需很少的增加量即可达到极高的导电率(其他碳黑多为圆球状或片状,故需要很高的增加量才干达到所需的电性)。科琴黑是现在比较前沿的超级导电炭黑,现在锂电的前10强根本都在用或者实验。其中EC-300J首要用于镍氢、镍镉电池;ECP和ECP-600JD首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,在铁锂为正极资料的年代会崭露头角。


科琴黑用于电池中的产品有两种:CarbonECP和CarbonECP600JD、CP300JD。


导电剂的含量


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


量适当能取得较高的放电容量和较好的循环功能,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)导电剂的存在能够影响电解液在电池体系内的散布,因为受锂离子电池的空间约束,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衔接正负极的离子体,其散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进程缓慢,极化度较高,在反复循环后易于失效,从而影响电池的全体功能。


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,且高倍率放电功能下降。


剖析认为,现在碳纳米管和石墨烯均可做成导电浆料,价格比普通炭黑SP贵很多。炭黑是非常成熟的导电剂,价格比较稳定。CNT和石墨烯未来跟着规模化效应的进步,其价格下降空间相对较大,未来使用远景客观。


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