【行业】新型导电剂专题-小产品,大应用(39页)

发起人:爱研究
2019-12-16
导电剂作为锂电池的关键辅材,起着增加活性物质导电接触的作用。锂电池正极常采用层状钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂等作为活性材料,由于这些活性材料本身的导电性差,使得电极的内阻较大、放电深度不够,结果导致活性材料的利用率低、电极的残余容量大。而导电剂作为一种关键的辅材,可以增加活性物质之间的导电接触,电池制造企业通常在极片制作时加入一定量的导电剂提升锂电池中电子在电极中的传输速率,进而提升锂电池的倍率性能和改善循环寿命。
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碳纳米管和石墨烯导电剂相较于传统导电剂具有导电性能好、用量少的特点。不同类型导电剂由于空间结构、产品形貌以及接触面积不同,其导电性能和对锂电池能量密度、倍率性能、寿命性能和高低温性能影响不同。锂电池目前常用的导电剂主要包括炭黑类、导电石墨类、VGCF(气相生长碳纤维)、碳纳米管以及石墨烯,其中,炭黑类、导电石墨类和 VGCF 属于传统的导电剂,其在活性物质之间各形成点、面或线接触式的导电网络;碳纳米管和石墨烯属于新型到电极材料,其分别形成线接触式和面接触式导电网络。在用量方面,导电剂的添加量取决于不同电池生产商的电化学体系,一般为正极或负极重量的1%-3%,碳纳米管导电剂的使用量仅为传统导电剂的 1/6-1/2,能有效增加极片活性物质占比进而提升电池性能。
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新型导电剂的添加对锂电池性能提升有显著效应,主要表现在提升压实密度、倍率性能、改善循环寿命、容量发挥等。根据国轩高科(002074.sz)在《电源技术》上的研究显示,在扣式电池平台、NCM111 体系下,CNT 表现了优异的比容量及循环性能:(1)相比传统 SP/Ks-6 与石墨烯等导电剂,CNT 导电剂 1C 比容量达到165.8mAh/g(传统导电剂 SP/Ks-6 放电比容为 158.9mAh/g);(2)循环 50 周后容量保持率为 82.9%(传统为 70.3%);(3)含 2%CNT 的导电剂在 5C 高倍率情况下容量保持率为 1%的 4-12 倍且阻抗较小。
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新材料电池节能环保
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