锂电池导电剂的作用与影响

发布日期：

2021-12-23

在近期火热的石墨烯材料，现在也逐渐成为锂电池导电剂的新型导电材料，由于石墨烯具有二维的片层状结构，很大程度的增加了电池颗粒之间的接触，提高了导电性，并减少了导电剂的用量，提高了锂离子电池的能量密度。

作为锂离子电池的重要组成部分的导电剂，虽然其在电池中所占的份量较少，但很大程度地影响着锂离子电池的性能，对改善电池循环性能、容量发挥、倍率性能等有着很重要的作用。

在近期火热的石墨烯材料，现在也逐渐成为

的新型导电材料，由于石墨烯具有二维的片层状结构，很大程度的增加了电池颗粒之间的接触，提高了导电性，并减少了导电剂的用量，提高了锂离子电池的能量密度。

锂电池导电剂和锂离子电池材料一样，也在不断的进化。从早期的炭黑材料，其特点是点状导电剂，也可以称作零维导电剂，主要通过颗粒之间的点接触提高导电性；到后来，逐渐发展出了导电碳纤维和碳纳米管这一类具有一维结构的锂电池导电剂，由于其纤维状结构，加大了与电池材料颗粒的接触，大大提高了电池的导电性，降低了电池片电阻。

一、锂电池导电剂含量对电性能的影响

锂电池导电剂在电池中的作用是提供电子移动的通道，锂电池导电剂含量适当能获得较高的放电容量和较好的循环性能，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。

当锂电池导电剂的含量达到一个转折点就行，太多只会减少电池密度，使容量下降，而太少则会导致电池中活性物质利用率低，且高倍率放电性能下降。

锂电池导电剂的存在可以影响电解液在电池体系内的分布，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。当一端电池中导电剂含量过高时，电解液富集在这一边而使另一边的锂离子传输过程缓慢，在反复循环后易于失效，从而影响电池的整体性能。

二、锂电池导电剂的作用

锂电池导电剂的首要作用是提高电子电导率。为了保证电池有良好的充放电性能，在活性物质之间、活性物质与集流体之间起到收集微电流的作用，以减小电池的接触电阻，加速电子的移动速率。在电池片制作时通常加入一定量的导电剂，此外，锂电池导电剂也可以提高电池片加工性，促进电解液对电池片的浸润，同时也能有效地提高锂离子在电池材料中的迁移速率，从而提高电池的充放电效率和锂电池的使用寿命。

三、锂电池导电剂的应用与展望

锂电池导电剂的开发将集中在以下几个方面：在水性体系中还是在NMP有机体系溶剂中，导电剂都应具有良好的分散性;与高导电性的碳纳米管、石墨烯等新型炭材料复合，以降低锂电池导电剂的使用比例和提高性能;提高比表面积和电解液吸附能力，进一步提高电池片的离子电导率。

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