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怎么選用鋰電池導(dǎo)電劑

來(lái)源:寶鄂實(shí)業(yè)    2019-12-04 11:27    點(diǎn)擊量:
  一、根據(jù)正負(fù)極活性物質(zhì)的粒徑和形貌來(lái)選擇導(dǎo)電劑。為了在電極中形成有效地導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),必須如同上述導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)示意圖一樣,要有導(dǎo)電節(jié)點(diǎn),這些導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)由導(dǎo)電石墨來(lái)充當(dāng),粒徑最好和活性物質(zhì)的粒徑接近。要有導(dǎo)電支點(diǎn),他們要像八爪魚(yú)的觸須一樣和將活性物質(zhì)顆粒吸在一起,因此,它們要有很細(xì)的粒徑,要有鏈狀的形貌,這些支點(diǎn)由SP-Li來(lái)充當(dāng)最合適。要有支點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間的連接導(dǎo)線,它們要有良好的導(dǎo)電性,要有線狀的形貌,VGCF和碳納米管正好符合這些要求。因此,為了在正負(fù)電極中形成有效地導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),必須加入具有不同粒徑不同形貌特征的導(dǎo)電劑。
    二、根據(jù)電池的倍率性能要求來(lái)選擇導(dǎo)電劑。根據(jù)磷酸鐵鋰電池的用途,用戶會(huì)提出不同的倍率要求,比如要求電池能夠10C連續(xù)放電,20C脈沖放電等。這時(shí)我們要根據(jù)正負(fù)極活性物質(zhì)粉料的電導(dǎo)率(這個(gè)數(shù)據(jù)以前大家都不重視,其實(shí)可以用四探針?lè)ㄟM(jìn)行測(cè)量,A123公司在其專利及發(fā)表的論文中首先提到到這一參數(shù)),用戶對(duì)電池的比容量要求來(lái)選擇導(dǎo)電劑。如果正負(fù)極活性物質(zhì)的電導(dǎo)率低,為了實(shí)現(xiàn)高倍率,就必須選擇高導(dǎo)電性的導(dǎo)電劑。在同時(shí)使用幾種導(dǎo)電劑的情況下,就必須提高高導(dǎo)電性導(dǎo)電劑的比例。
    三、根據(jù)離子傳導(dǎo)能力要求選擇導(dǎo)電劑。為了改善電極的離子傳導(dǎo)能力,電極必須具有良好的吸液能力和合適的孔隙率。這就要求我們選用比表面大,孔隙率高的導(dǎo)電劑。從上述常用導(dǎo)電劑技術(shù)規(guī)格表可知,SP-Li和碳納米管均具有這些特征。
    四、合理確定導(dǎo)電劑的加入量。導(dǎo)電劑在改善電池的功率性能方面雖然具有重要作用,但是并非加入越多,電池的倍率性能就越好。瑞士特密高公司曾就導(dǎo)電劑的加入量做過(guò)專門實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)表明:當(dāng)電極中導(dǎo)電劑的加入量達(dá)到8%時(shí),再加入導(dǎo)電劑,對(duì)電池的倍率性能改進(jìn)沒(méi)有明顯效果。
    五、根據(jù)電池的總成本要求來(lái)選擇導(dǎo)電劑。在上述常用的導(dǎo)電劑中,SP最便宜,其次是導(dǎo)電石墨,再其次是超導(dǎo)電炭黑350G,最貴的是碳納米管和VGCF,高達(dá)4000-5000元人民幣一公斤。因此,在滿足用戶要求的前提下,為了盡可能降低電池的生產(chǎn)成本,要盡可能選用低價(jià)格的導(dǎo)電劑。
    六、根據(jù)電池的倍率性能及高低溫性能的要求選擇導(dǎo)電劑。在常用的導(dǎo)電劑中,碳納米管不僅具有良好的導(dǎo)電性,還具有良好的導(dǎo)熱性,同時(shí)還具有電雙層效應(yīng)。(它在鋰離子電池中的作用在其他文獻(xiàn)中有十分詳盡的說(shuō)明)特別是導(dǎo)熱性,對(duì)于高功率型磷酸鐵鋰,當(dāng)它在大倍率電流工作時(shí),電池因內(nèi)阻及極化的原因會(huì)放出大量的熱,這些熱量需要及時(shí)散發(fā),否則會(huì)導(dǎo)致電池的安全事故。因此,對(duì)經(jīng)常處于大倍率工作狀態(tài)和高溫工作狀態(tài)的磷酸鐵鋰電池,提高碳納米管導(dǎo)電劑的比例十分必要。
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