常用的锂电池导电剂清单及机理

发布日期：

2022-05-30

实验数据表明，早期锂离子电池仅靠生活质量电导率无法满足电子传输率的要求，为了使电子能够快速移动位置，添加锂电池导电剂的主要作用是提高锂电池导电剂的导电性。

在锂电池的充放电周期中，电流通过阳极板后会发生纯反应，这是因为电极失去了原来的平衡状态，电极电位也偏离了平衡电位，所以通常被称为极化。锂电池的极化可分为欧姆极化、电化学极化和浓度极化。极化电压是反映锂离子电池内部电化学反应的重要参数。长期不合理的极化电压会加速阴极锂金属的沉淀，严重时会穿透隔膜产生短路。实验数据显示，早期锂离子电池不能满足电子传输率的要求，为了使电子快速移动，添加锂电池导电剂的主要作用是提高锂电池导电剂的导电性。导电材料位于活性材料之间，活性材料可以收集微电流，降低电极的接触电阻，提高锂电池中电子的移动速度，降低锂电池的极化率。此外，锂电池导电剂还可以提高锂离子板的工作性能，提高锂离子板的工作性能，提高锂离子电解质渗透率.

常用锂电池导电剂可分为传统导电剂(如炭黑、导电石墨、碳纤维等)和新型导电剂(如碳纳米管、石墨烯及其混合导电浆料等)，市面上的导电剂型可分为SPUERLi、S-O、KS-。

01炭黑

在炭黑链条或葡萄形状的扫描电子显微镜(SEM)中，单个炭黑粒子的比表面积非常大(700m2/g)。高比表面积、大炭黑粒子之间的紧密接触形成电极的导电网络。大于表面分散是技术问题，吸力强。为此，一定要改善活性物质、混合导电剂的工艺，以改善分散性，要将炭黑的用量控制在一定范围内(通常不超过百分之1.5)，炭黑和活性物质中的混合状态如下图所示。

导电炭黑的原理

炭黑的导电性能与炭黑颗粒内部微观结构的变化、表面特性、粒径和结构密切相关。炭黑粒子内部微观结构的变化对他的导电性能有相当大的影响，石墨化炭黑具有较高的导电率。炭黑表面含有挥发或焦油等杂质(即溶剂提取物)时，炭黑表面被含有氧气化合物的膜覆盖，从而在炭黑颗粒表面形成绝缘层，这种绝缘层的存在可以显著增加炭黑的电阻。通过将炭黑加热到真空或惰性气体中，去除含氧挥发性和油杂质，电阻大大降低。炭黑粒径减小，也就是说，当他的分散度增加时，阻力会随着单位体积内颗粒数的增加而减小。因此，细颗粒的炭黑具有很好的导电性，炭黑的结构是影响炭黑导电性的重要因素。这是因为炭黑链条树枝结构或纤维结构的存在。炭黑的导电测量一般是对干炭黑的粉末电阻比的测量。也就是说，将炭黑压缩成绝缘气缸上的金属柱塞电极，压缩较大的恒定压力或恒定体积，测量阻力值，计算体积阻力。前者被称为正压法，后者成为正压法。静压法中使用的压力位100-130千克/立方厘米。对于高结构的炭黑，与用正用法测量的电阻相比，能更好地反映与应用的关系。

02导电石墨

锂电池导电剂厂家认为导电石墨也具有良好的导电性,颗粒的大小接近活性物质的颗粒大小。颗粒以点接触的形式存在，形成一定规模的导电网络结构。在提高导电性的同时，可以提高阴极和阳极的容量。

03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，具有良好的导电性能，降低电极极化，降低电池阻力，提高电池性能。电池内的碳纤维是导电剂，带电材料与导电剂的接触形式少于点。锂电池导电剂厂家认为导电炭黑与导电石墨的接触形式不仅有助于提高电极的导电性，而且可以减少导电剂，增加电池容量。VGCF和石墨烯在活性材料中混合的色散状态和传导机制。

04碳纳米管

碳纳米管可分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。一维结构的碳纳米管类似于纤维，呈长圆柱形，内部为中空。使用碳纳米管作为导电剂，可以更好地利用电气材料和点线接触编织出完整的导电网络，对电池容量增加(片材压缩密度提高)、性能、电池周期寿命和电池接口阻抗降低有很大影响。

目前，锂部件产品以碳纳米管为导电剂，反应良好。碳纳米管可分为獾型和阵列型两种生长条件。无论锂电池的应用形式是否有问题，静电分散过程都可以通过高速剪切、添加分散剂、分散浆料、超细磨等方式解决。

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