【行業】新型導電劑專題-小產品,大應用(39頁)

導電劑作為鋰電池的關鍵輔材,起著增加活性物質導電接觸的作用。鋰電池正極常采用層狀鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰等作為活性材料,由于這些活性材料本身的導電性差,使得電極的內阻較大、放電深度不夠,結果導致活性材料的利用率低、電極的殘余容量大。而導電劑作為一種關鍵的輔材,可以增加活性物質之間的導電接觸,電池制造企業通常在極片制作時加入一定量的導電劑提升鋰電池中電子在電極中的傳輸速率,進而提升鋰電池的倍率性能和改善循環壽命。

碳納米管和石墨烯導電劑相較于傳統導電劑具有導電性能好、用量少的特點。不同類型導電劑由于空間結構、產品形貌以及接觸面積不同,其導電性能和對鋰電池能量密度、倍率性能、壽命性能和高低溫性能影響不同。鋰電池目前常用的導電劑主要包括炭黑類、導電石墨類、VGCF(氣相生長碳纖維)、碳納米管以及石墨烯,其中,炭黑類、導電石墨類和 VGCF 屬于傳統的導電劑,其在活性物質之間各形成點、面或線接觸式的導電網絡;碳納米管和石墨烯屬于新型到電極材料,其分別形成線接觸式和面接觸式導電網絡。在用量方面,導電劑的添加量取決于不同電池生產商的電化學體系,一般為正極或負極重量的1%-3%,碳納米管導電劑的使用量僅為傳統導電劑的 1/6-1/2,能有效增加極片活性物質占比進而提升電池性能。

新型導電劑的添加對鋰電池性能提升有顯著效應,主要表現在提升壓實密度、倍率性能、改善循環壽命、容量發揮等。根據國軒高科在《電源技術》上的研究顯示,在扣式電池平臺、NCM111 體系下,CNT 表現了優異的比容量及循環性能:(1)相比傳統 SP/Ks-6 與石墨烯等導電劑,CNT 導電劑 1C 比容量達到165.8mAh/g(傳統導電劑 SP/Ks-6 放電比容為 158.9mAh/g);(2)循環 50 周后容量保持率為 82.9%(傳統為 70.3%);(3)含 2%CNT 的導電劑在 5C 高倍率情況下容量保持率為 1%的 4-12 倍且阻抗較小。

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