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锂離子電池導電漿料介紹

日期:2019-09-13 18:19
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摘要: 锂離子電池導電漿料介紹 導電漿料概述 導電漿料是将導電劑均勻分散在分散劑中形成的漿料,廣泛應用于電子元器件封裝、電極和電子元器件的制備等領域。導電漿料大緻可以分為以下幾類: 1、金屬系導電漿料(如銀、銅、鎳); 2、金屬氧化物系導電漿料(如氧化錫、氧化鐵、氧化鋅、二氧化钛); 3、碳系導電漿料(如炭黑、石墨、碳納米管、石墨烯); 4、複合導電劑(如複合粉、複合纖維)。 锂離子電池導電漿料介紹 锂離子電池導電...

锂離子電池導電漿料介紹

導電漿料概述


導電漿料是将導電劑均勻分散在分散劑中形成的漿料,廣泛應用于電子元器件封裝、電極和電子元器件的制備等領域。導電漿料大緻可以分為以下幾類:

1、金屬系導電漿料(如銀、銅、鎳);

2、金屬氧化物系導電漿料(如氧化錫、氧化鐵、氧化鋅、二氧化钛);

3、碳系導電漿料(如炭黑、石墨、碳納米管、石墨烯);

4、複合導電劑(如複合粉、複合纖維)。


锂離子電池導電漿料介紹


锂離子電池導電漿料主要是碳系導電漿料,包括導電炭黑、導電石墨、碳納米管、石墨烯及其混合漿料。通常,大家把炭黑、石墨稱為傳統導電漿料,把碳納米管、石墨烯及其混合漿料稱為新型導電漿料。


01

導電炭黑


導電炭黑是目前锂離子電池使用*廣泛的導電漿料。炭黑是一種無定形炭,在掃描電鏡下呈鍊狀或葡萄狀,質輕而疏松,粒徑小(D50=40Na),比表面積比較大,在漿料中分散性較差,容易團聚,且具有較強的吸油性。由于導電炭黑不能形成良好的導電網絡,導電性相對較差,而且電阻高且易于極化。因此,在用導電炭黑進行極片制作時,往往與石墨、碳納米管、石墨烯等材料配合使用。

目前,市面上銷售的導電炭黑主要有Super P、Super S、350G、乙炔黑、科琴黑(Carbon ECP、Carbon ECP600JD)等。

02

導電石墨


石墨是一種晶體,晶格為六邊形層狀結構,相對較粗(D50=3-6um),導電性略差于導電炭黑,但具有更好的可壓縮性和可分散性。因此,導電石墨一般配合導電炭黑使用,這樣不僅可以提高導電劑的分散性,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,市面上銷售的導電石墨主要有KS-6、KS-15、SFG-6、SFG-15等。

03

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,是近年新發展起來的導電材料。碳納米管與活物質呈點線接觸形式,在導電網絡中不僅起到“引線”作用,同時還具有雙電層效應,對于增強電解液吸收、提高電池容量、倍率性能、電池循環壽命和降低電池極化都具有積極作用,是較為理想的導電材料,但碳納米管材料的缺點是不易分散。因此,一般将碳納米管添加到炭黑中配合使用。

目前,天奈公司是國内當之無愧的碳納米管研發和生産的龍頭企業。

04

石墨烯


石墨烯呈片狀結構,與活性物質呈面接觸形式,具有優異的導電性能,用作導電劑時可以減少導電劑的用量。但是,石墨烯的片狀結構也阻礙了锂離子的擴散,從而造成電池倍率性能下降。由于其成本較高,分散困難、具有阻礙锂離子擴散等弊端尚未完全被工業化應用。因此,目前一般将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都在生産石墨烯導電漿料。


05

混合導電漿料


混合導電漿料就是将碳納米管、石墨烯、導電炭黑之間進行摻雜濫混合後形成的漿料。使用混合導電漿料,目的就是希望發揮導電劑之間的協同、互補、激發作用。當然,混合漿料的分散問題會更加突出。

06

小結


幾種導電漿料優勢和缺點并存,具體如何選擇需綜合考慮。在實際應用中,由于成本和工藝非常成熟原因,炭黑依然是目前锂離子電池中應用*廣泛的導電材料,而碳納米管和石墨烯作為新時代的寵兒,代表着新的希望,在衆多科研、企業、金融機構的共同努力下,在科研和實際應用方面都取得了不俗的成績。但是,碳納米管和石墨烯的綜合使用成本阻礙了産業化批量使用。到底誰能笑到*後,誰能笑得*美,誰将引領未來锂離子電池導電漿料的主流,我們拭目以待。