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电池知识

导电剂含量对电性能的影响是什么?导电剂应用与展望

来源:未知    2019-03-30 10:44    点击量:

导电剂含量对电性能的影响:

 

导电剂在电极中的作用是提供电子移动的通道,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。

 

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。

 

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

 

 

 

导电剂应用与展望:

 

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,进一步提高极片的离子电导率。

 

无论是碳纳米管还是石墨烯复合材料,与传统的材料比,亟需降低成本,以满足实际需求。考虑到以上两种导电剂的分散性的问题,目前市场化应用的碳纳米管和石墨烯都是以预分散导电浆料的方式提供的,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。CNT和石墨烯未来随着规模化效应的提高,其价格下降空间相对较大,未来应用前景客观。

 

 

 

导电剂的形态、种类各异,其微观结构是影响导电性能的重要因素。从炭黑的颗粒状到碳纤维、CNT的一维结构再到现在的石墨烯二维片状结构,这是一个不断改进的过程。在实际应用中,炭黑作为导电剂应用已经非常广泛,工艺也非常成熟了,价格比较稳定。CNT作为导电剂应用也已经过较多厂商试验、量产,取得了很好的效果。石墨烯由于其成本、工艺问题还没有大面积应用于导电剂行业,但是随着石墨烯制备技术的逐渐成熟,生产成本不断降低,石墨烯作为导电剂应用在锂离子电池上已经进入到实际应用阶段。每种导电剂都各有其优势,取长补短,多元混合的导电浆料将是未来导电剂的主流发展方向。

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