锂离子电池导电剂与哪个更好?
来源:宝鄂实业
2019-11-17 21:30
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锂离子电池导电剂与哪个更好?
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导电剂在整个锂离子电池中有两个主要功能:导电电子和吸收电解质;因此,添加导电剂可以改善倍增器、循环、降低内阻、增加电池容量。导电剂不能多加或少加,多了不仅会影响能量密度,还会影响正克的容量。
锂离子电池导电剂哪个更好
锂离子电池导电剂按物质可分为:金属导电剂和碳导电剂;目前主要使用碳材料的导电剂,包括super-p、乙炔黑、石墨、VGCF、CNT等。
在电阻率方面,碳纳米管的电阻率最低,其次是VGCF,最高的是super-p。但VGCF和CNT面临的问题是分散性和价格问题;
国内一些锂电池厂家正在研究分散导电液,但效果不是很好,性价比也不高,所以目前使用最多的导电剂是超p,和导电石墨。
此外,乙炔黑也是有效的,主要是纳米超导乙炔黑,加入少量可大大提高电导率。
目前,大多数锂电池制造商采用复合导电剂,即几种导电剂的混合物:
常用组合为SP+KS系列;或SP + VGCF;一些制造商甚至使用三组分导电剂。
如何设定合适的锂电池正极负极比系数?事实上,这个问题在设计电池时经常遇到,每个人都必须理解它。
如何设置锂电池的正极负极比
以下是石墨作为负电极活性材料的一个例子:
锂电池的所谓正极与负极之比,即负极到底要过量多少才合适;过多,造成负的浪费,但可以提高能力的积极发挥(即高容量);如果过少,就会有锂耗尽的风险,使得正极难以使用。
CB值:Ce11Balance的缩写。
计算方法如下:CB=单位面积负容量/正常情况下单位面积正容量,CB值由以下条件确定:
1. 活性物质的第一效率;
2. 涂层的准确;
3.正极和负极循环的衰减率(需要一些经验)。
如果涂层精度可以达到100%,且第一正效率大于第一负效率,则理论上CB值可以接近1。但是,考虑到负极的衰减一般大于正极,所以CB值还需要进一步提高。
正极材料:以锂钻酸为例,设计g容量为140mAh/g,(锂钻酸第一效率一般为95%);负极材料:人造石墨,设计克容量为340mAh/g,(人造石墨的第一效率一般为90%);涂层精度:假设涂层精度偏差为2.5%。
那么CB值的合理范围是什么呢?大于1.05的CB值为0K。如果加上周期损耗,CB值设置为1.08就足够了。
为什么?由于正极的第一效率大于负极的第一效率,所以正极的第一容量可以完全被负极所接受,不会造成离子过剩,只需要考虑涂层精度和循环衰减。
那么,如果正极的初始效率小于负极的初始效率,会发生什么呢?因此,很明显,在第一次充电时,正极释放了大量的离子,而负极无法接受它们,所以CB值必须在原来的基础上增加。
这就是为什么三元CB值被设计为高于钴酸锂的原因。