介紹鋰電池的導(dǎo)電材料及導(dǎo)電劑的作用
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-12-01 20:07
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鋰電池導(dǎo)電材料，鋰離子電池導(dǎo)電劑。導(dǎo)電劑在鋰離子電池的活性材料中只占很小的比例，但其重要性不容忽視。每一種活性電極材料都有相應(yīng)的導(dǎo)電劑。導(dǎo)電劑對(duì)鋰離子電池的性能有很大的影響，在提高電池的循環(huán)性能、容量發(fā)揮、倍增器性能等方面起著非常重要的作用。介紹了鋰電池的導(dǎo)電材料及導(dǎo)電劑的作用。
鋰電池導(dǎo)電材料
常用的鋰電池導(dǎo)電劑可分為傳統(tǒng)導(dǎo)電劑(如炭黑、導(dǎo)電石墨、碳纖維等)和新型導(dǎo)電劑(如碳納米管、石墨烯及其混合導(dǎo)電糊等)。
(1)炭黑
炭黑是由碳和烴的小顆粒在氣相狀態(tài)下熱分解生成的熔融聚合物的總稱。它是一種由球狀納米顆粒組成的多團(tuán)簇和纖維的團(tuán)聚結(jié)構(gòu)。它的粒度幾乎是導(dǎo)電石墨的十分之一。根據(jù)導(dǎo)電能力，可分為導(dǎo)電炭黑、超導(dǎo)炭黑和特種導(dǎo)電炭黑。
(2)導(dǎo)電石墨
導(dǎo)電石墨最初用于鋰離子電池，是鋰電池導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，其粒徑與正極活性材料相近。當(dāng)用于負(fù)極時(shí)，不僅可以提高電極的導(dǎo)電性，還可以提高負(fù)極的容量。
(3)碳纖維(VGCF)
所述的導(dǎo)電碳纖維為線狀結(jié)構(gòu)，易于在電極上形成良好的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)并表現(xiàn)出良好的導(dǎo)電性，從而降低了電極的極化，降低了電池的內(nèi)阻，提高了電池的性能。在以碳纖維為導(dǎo)電劑的電池中，活性物質(zhì)與導(dǎo)電劑之間的接觸形式為點(diǎn)接觸。與導(dǎo)電炭黑與導(dǎo)電石墨的點(diǎn)線接觸形式相比，不僅有利于提高電極電導(dǎo)率，而且可以減少導(dǎo)電劑的用量，提高電池的容量。
(4)碳納米管(CNT)
碳納米管可以作為導(dǎo)電劑，鋪設(shè)一個(gè)完整的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，并且與生物材料的點(diǎn)線接觸，對(duì)提高電池容量、倍增器性能、電池循環(huán)壽命、降低電池界面阻抗等都有很大的作用。
(5)石墨烯
石墨烯作為一種新型導(dǎo)電劑，由于其獨(dú)特的片層結(jié)構(gòu)，其與活性物質(zhì)的接觸是點(diǎn)-面接觸，而不是傳統(tǒng)的點(diǎn)-面接觸。這樣可以最大限度地發(fā)揮導(dǎo)電劑等功能，減少導(dǎo)電劑的用量，從而可以利用更多的活性物質(zhì)，提高鋰電池的容量。然而，由于其成本高、分散困難和阻礙鋰離子運(yùn)輸?shù)热秉c(diǎn)尚未完全工業(yè)化。
導(dǎo)電劑在鋰離子電池中的作用
表面上的電池陽(yáng)極材料在鋰電池充放電過(guò)程中電池放電時(shí),鋰離子在正極活性物質(zhì)的洞,如果當(dāng)前增加極化增加,排放是困難的,所以窮人之間的電子電導(dǎo)率和活性物質(zhì)的電導(dǎo)率省僅是不夠的,為了確保電極具有良好的充放電性能,在制版時(shí)通常加入一定量的導(dǎo)電劑，并在活性材料之間收集微電流。
導(dǎo)電劑的存在會(huì)影響電池的電解液分配系統(tǒng),由于鋰離子電池的空間限制,注入電解液量是有限的,一般是在貧瘠的解決方案,以及電池電解液系統(tǒng)內(nèi)部連接陰極等離子體,鋰離子擴(kuò)散的分布在液相中有至關(guān)重要的影響。當(dāng)一個(gè)電極的導(dǎo)電劑含量過(guò)高,電解液是集中在一個(gè)電極,導(dǎo)致另一個(gè)電極的鋰離子傳輸慢,極化程度很高,而且很容易失敗后重復(fù)循環(huán),從而影響電池的整體性能。
