锂电池导电剂有哪些应用场景

发布日期：

2022-05-27

现代生活已经离不开各种电子设备，这些设备离不开电池，其中大部分是锂离子电池。与其他种类的电池相比，锂离子电池具有低成本、环保、高能耗、无记忆效应、质量轻等特点，成为通信设备、娱乐设备、电动汽车、医疗设备等重要组成部分。

在锂离子电池中，阳极一般使用过镀金属氧化物作为活性材料(如层状钴酸锂、镍酸锂、镍钴酸锂、磷酸铁锂等)。阴极使用石墨、硅基材料等作为活性材料。但是，这些阴极材料的活性物质导电性不好，电极的内阻变大，活性物质利用率低，严重影响电池性能。硬碳、石墨等活性物质导电性能好，但在多次充放电周期中，锂电池导电剂会发生膨胀收缩，导致活性物质之间发生不良接触。因此，为了提高活性物质的利用率和提高电池性能，需要向活性材料添加具有良好导电、结构和化学性能稳定性的材料，这称为“导电剂”。

锂离子电池导电剂的材料对提高电子电导率起着重要的作用。锂离子电池的主要非材料之一，虽然在电池中所占的量很小，但对锂离子电池的性能(电池循环性能、容量再生、倍率性能)有很大影响。在电池中，锂电池导电剂可以起到在活性物质之间、活性物质和集流体之间收集微电流的作用，减少电极的接触电阻，从而提高电子的移动速度，同时有效提高锂离子在电极材料中的移动速度，从而提高电极的充放电效率。

1.导电炭黑

小颗粒碳和锰热分解的产物在气相状态下形成的熔融聚合物的总称，凝聚成球形纳米级颗粒，是多簇及纤维相团聚体结构，颗粒大小几乎是导电石墨颗粒大小的十分之一。根据导电大小，可分为导电炭黑、超导炭黑和超导炭黑。

2.导电石墨

石墨导电剂基本上是人造石墨，作为阴极材料的人造石墨和北方作为导电剂的人造石墨具有更小的颗粒性，通常为3~6m，而且比气孔和表面更发达，导电性能更好导电石墨可提高压缩性和分散性，提高电池的体积能量密度，改善极板的工艺特性，一般与炭黑一起使用。

3.纤维相导电剂

纤维型导电剂主要由碳纤维和碳纳米管组成，碳纳米管可分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。碳纤维(VGCF)导电碳纤维具有线性结构，容易在电极上形成良好的导电网络，从而减少电极极化，减少电池内音，提高电池性能。碳纤维作为导电剂的电池内部，活物质和导电剂的接触形式是虚线接触，与导电炭黑和导电石墨的点接触形式相比，不仅有助于提高电极导电性，还可以减少导电剂的量，增加电池容量。

导电剂的形态和种类各不相同，其微观结构是影响导电性能的重要因素。从炭黑到碳纤维，再到现在的石墨烯，锂电池导电剂一直在发展。但是，在实际使用过程中，还需要考虑如何结合实际材料的种类、均匀方法、需要满足的电池性能等多个方面，选择合适的锂电池导电剂和含量。

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