鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:4547次 | 2018年05月16日
常見的鋰離子電池導(dǎo)電漿料有哪些?
鋰離子電池導(dǎo)電漿料主要是碳系導(dǎo)電漿料,包括導(dǎo)電炭黑、導(dǎo)電石墨、碳納米管、石墨烯及其混合漿料。通常,大家把炭黑、石墨稱為傳統(tǒng)導(dǎo)電漿料,把碳納米管、石墨烯及其混合漿料稱為新型導(dǎo)電漿料。
導(dǎo)電炭黑
導(dǎo)電炭黑是目前鋰離子電池使用最廣泛的導(dǎo)電漿料。炭黑是一種無定形炭,在掃描電鏡下呈鏈狀或葡萄狀,質(zhì)輕而疏松,粒徑小(D50=40Na),比表面積比較大,在漿料中分散性較差,容易團(tuán)聚,且具有較強(qiáng)的吸油性。由于導(dǎo)電炭黑不能形成良好的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),導(dǎo)電性相對(duì)較差,而且電阻高且易于極化。因此,在用導(dǎo)電炭黑進(jìn)行極片制作時(shí),往往與石墨、碳納米管、石墨烯等材料配合使用。
目前,市面上銷售的導(dǎo)電炭黑主要有SuperP、SuperS、350G、乙炔黑、科琴黑(CarbonECP、CarbonECP600JD)等。
導(dǎo)電石墨
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
石墨是一種晶體,晶格為六邊形層狀結(jié)構(gòu),相對(duì)較粗(D50=3-6um),導(dǎo)電性略差于導(dǎo)電炭黑,但具有更好的可壓縮性和可分散性。因此,導(dǎo)電石墨一般配合導(dǎo)電炭黑使用,這樣不僅可以提高導(dǎo)電劑的分散性,減少極片極化,還能提高電極的氧化還原能力和電池的充放性能。
目前,市面上銷售的導(dǎo)電石墨主要有KS-6、KS-15、SFG-6、SFG-15等。
碳納米管
碳納米管(CNT)可以分為單壁碳納米管和多壁碳納米管,是近年新發(fā)展起來的導(dǎo)電材料。碳納米管與活物質(zhì)呈點(diǎn)線接觸形式,在導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)中不僅起到“引線”作用,同時(shí)還具有雙電層效應(yīng),對(duì)于增強(qiáng)電解液吸收、提高電池容量、倍率性能、電池循環(huán)壽命和降低電池極化都具有積極作用,是較為理想的導(dǎo)電材料,但碳納米管材料的缺點(diǎn)是不易分散。因此,一般將碳納米管添加到炭黑中配合使用。
目前,天奈公司是國內(nèi)當(dāng)之無愧的碳納米管研發(fā)和生產(chǎn)的龍頭企業(yè)。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無人設(shè)備
石墨烯
石墨烯呈片狀結(jié)構(gòu),與活性物質(zhì)呈面接觸形式,具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能,用作導(dǎo)電劑時(shí)可以減少導(dǎo)電劑的用量。但是,石墨烯的片狀結(jié)構(gòu)也阻礙了鋰離子的擴(kuò)散,從而造成電池倍率性能下降。由于其成本較高,分散困難、具有阻礙鋰離子擴(kuò)散等弊端尚未完全被工業(yè)化應(yīng)用。因此,目前一般將石墨烯添加到炭黑中配合使用。
目前,青島昊鑫、深圳納米港、山東玉皇、廈門凱納等一大批企業(yè)都在生產(chǎn)石墨烯導(dǎo)電漿料。
混合導(dǎo)電漿料
混合導(dǎo)電漿料就是將碳納米管、石墨烯、導(dǎo)電炭黑之間進(jìn)行摻雜濫混合后形成的漿料。使用混合導(dǎo)電漿料,目的就是希望發(fā)揮導(dǎo)電劑之間的協(xié)同、互補(bǔ)、激發(fā)作用。當(dāng)然,混合漿料的分散問題會(huì)更加突出。
幾種導(dǎo)電漿料優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)并存,具體如何選擇需綜合考慮。在實(shí)際應(yīng)用中,由于成本和工藝非常成熟原因,炭黑依然是目前鋰離子電池中應(yīng)用最廣泛的導(dǎo)電材料,而碳納米管和石墨烯作為新時(shí)代的寵兒,代表著新的希望。
在眾多科研、企業(yè)、金融機(jī)構(gòu)的共同努力下,在科研和實(shí)際應(yīng)用方面都取得了不俗的成績(jī)。但是,碳納米管和石墨烯的綜合使用成本阻礙了產(chǎn)業(yè)化批量使用。到底誰將引領(lǐng)未來鋰離子電池導(dǎo)電漿料的主流,我們拭目以待。
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