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介绍锂离子电池包导电剂材料的应用与未来展望

钜大LARGE  |  点击量:69次  |  2021年01月25日  

摘要
导电剂的存在可以影响电解液锂电池包体系内的分布,由于受锂离子电池的空间限制,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连接正负极的离子体,其分布对锂离子在液相中的迁移扩散有着

导电剂的存在可以影响电解液锂离子电池包体系内的分布,由于受锂离子电池的空间限制,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连接正负极的离子体,其分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过程缓慢,极化度较高,在反复循环后易于失效,从而影响电池的整体性能。


锂离子电池导电剂材料重要有SUPER-P、KS-6、导电石墨、碳纳米管、石墨烯、碳纤维VGCF等,这些导电剂拥有各自的优劣势。


导电剂的应用


1.SP


目前国内锂离子电池包导电剂还是以常规导电剂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表面积,所以有利于电解质的吸附而提高离子电导率。另外,炭一次颗粒团聚形成支链结构,能够与活性材料形成链式导电结构,有助于提高材料的电子导电率。


2.科琴黑


科琴黑只要极低的添加量就可以达到高导电性,所以科琴黑一直是导电炭黑中的优品,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态。这种形态的优点在于,导电体导电接触点多,支链形成较多导电通路,其他碳黑多为圆球状或片状,故要很高的添加量才能达到所需的电性。


3.CNT导电剂


在高端数码电池领域的应用比例较高达50%以上,在动力锂电池领域的应用比例相对较低。但近年来随着锂离子电池包对能量密度、倍率性能、循环寿命等性能要求逐渐提高,CNT导电剂在该领域应用比例正在逐渐上升。


4.石墨导电剂


基本为人造石墨,与负极材料人造石墨相比,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善离子和电子电导率。


导电剂未来展望


分析认为,目前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。


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