碳納米管和石墨烯作為鋰電池導(dǎo)電劑應(yīng)用介紹
來源：寶鄂實業(yè)
2019-11-22 12:57
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電池導(dǎo)電劑是電池正負極材料、電池互聯(lián)的關(guān)鍵輔助材料，對鋰電池的充放電次數(shù)、功率性能產(chǎn)生很大影響。
碳納米管
碳納米管為一維管狀結(jié)構(gòu)，碳環(huán)還可形成共軛效應(yīng)，少量的添加就可形成充分連接活性物質(zhì)的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，有利于提高電池的容量和循環(huán)穩(wěn)定性。碳納米管良好的導(dǎo)熱性有助于電池的散熱，減輕內(nèi)部極化，因此可提高電池的高低溫性能和安全性，延長壽命。
碳納米管作為導(dǎo)電劑，存在兩個問題：合成過程中殘留有金屬催化劑，在電池的高電位的充放電過程中，金屬雜質(zhì)容易氧化并在負極表面析出，導(dǎo)致電池內(nèi)部微短路，自放電嚴重，甚至引起安全事故；碳納米管之間強烈的范德華力，導(dǎo)致在活性物質(zhì)中的均勻分散困難，阻礙了導(dǎo)電性能的發(fā)揮。
石墨烯
石墨烯是目前高性能的導(dǎo)電劑，石墨烯用作導(dǎo)電劑具有“至柔至薄至密的特點”，石墨烯可以為電極正負極活性物質(zhì)顆粒提供大量的導(dǎo)電接觸位點，并且石墨烯材料為自然界已知導(dǎo)電率最高的材料。相比于傳統(tǒng)的導(dǎo)電劑，石墨烯導(dǎo)電劑能更有效的降低正負極材料顆粒間的接觸阻抗并提升整體電極的導(dǎo)電性能。
導(dǎo)電劑通常要以最少的量實現(xiàn)最優(yōu)的導(dǎo)電性能。目前，市場化應(yīng)用的碳納米管和石墨烯都是以預(yù)分散導(dǎo)電漿料的方式提供。從導(dǎo)電性能上看，作為第三代導(dǎo)電劑，石墨烯的導(dǎo)電性更勝一籌。石墨烯的導(dǎo)電性更好，但碳納米管在電解液中的吸液能力更強。
另一位業(yè)內(nèi)人士更看好碳納米管導(dǎo)電劑，因為純石墨烯的離子導(dǎo)電性沒有碳納米管好，加入純石墨烯導(dǎo)電劑的電子會在循環(huán)幾十周后跳出來，這會影響電池的循環(huán)穩(wěn)定。碳納米管的電子導(dǎo)電性和離子導(dǎo)電性都比較好，這更有利于提升電池的循環(huán)性。簡單來說，碳納米管導(dǎo)電更穩(wěn)定。
