锂电池导电剂材料,锂离子电池导电剂的作用

来源：存能电气  日期：2019-10-21 14:28  浏览量：次

　　锂电池导电剂材料，锂离子电池导电剂的作用。导电剂在锂离子电池活性材料中只添加很少一部分比例，但其重要性却不可忽视，每种不同的电极活性材料都有其匹配的导电剂。导电剂很大程度地影响着锂离子电池的性能，对改善电池循环性能、容量发挥、倍率性能等有着很重要的作用。本篇文章就介绍一下锂电池导电剂材料及导电剂的作用。

　　锂电池导电剂材料

　　常用的锂电池导电剂可以分为传统导电剂(如炭黑、导电石墨、碳纤维等)和新型导电剂(如碳纳米管、石墨烯及其混合导电浆料等)。

　　(1)炭黑

　　炭黑是小颗粒碳和烃热分解的生成物在气相状态下形成的熔融聚合物的总称，是一种由球形纳米级颗粒团聚成多簇状和纤维状的团聚物结构，粒径几乎是导电石墨粒径的十分之一。根据导电能力大小，可以分为导电炭黑、超导电炭黑和特导电炭黑。

　　(2)导电石墨

　　最初用于锂离子电池的导电石墨在锂电池中充当导电网络的节点，其粒径接近正极活性物质的粒径。用在负极中，不仅可以提高电极的导电性，而且可以提高负极的容量。

　　(3)碳纤维(VGCF)

　　导电碳纤维具有线性结构，在电极中容易形成良好的导电网络，表现出较好的导电性，因而减轻电极极化，降低电池内阻及改善电池性能。在碳纤维作为导电剂的电池内部，活物质与导电剂接触形式为点线接触，相比于导电炭黑与导电石墨的点点接触形式，不仅有利于提高电极导电性，更能降低导电剂用量，提高电池容量。

　　(4)碳纳米管(CNT)

　　利用碳纳米管作为导电剂可以较好的布起完善的导电网络，其与活物质也是呈点线接触形式，对于提高电池容量、倍率性能、电池循环寿命和降低电池界面阻抗具有很大的作用。

　　(5)石墨烯

　　石墨烯作为新型导电剂，由于其独特的片状结构，与活性物质的接触为点-面接触而不是常规的点点接触形式，这样可以最大化的发挥导电剂等作用，减少导电剂的用量，从而可以多使用活性物质，提升锂电池容量。但是由于其成本较高，分散困难、具有阻碍锂离子传输等弊端尚未完全被工业化应用。

　　锂离子电池导电剂的作用

　　锂电池的电池在正极材料表面的充放电过程是当电池放电时候，处于孔中的锂离子进入正极活性物质中，如果电流加大则极化增加，放电困难，这样电子间的导电性就较差，光靠活性物质本省的导电性是远远不够的，为了保证电极有良好的充放电性能，在极片制作时通常加入一定量的导电剂，在活性物质之间与集流体起到收集微电流的作用。

　　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。

　　石墨烯作为导电剂虽然能够显著的提升电极的导电性，降低导电剂的用量，提升锂离子电池的能量密度，但是并不是所有的锂离子电池适合食用石墨烯作为导电剂。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。