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鋰電池包導電劑材料的應用和未來展望

鉅大LARGE  |  點擊量:515次  |  2022年05月20日  

導電劑的存在可以影響電解液鋰離子電池包體系內(nèi)的分布,由于受鋰離子電池的空間限制,注入的電解液量是有限的,一般是處于貧液狀態(tài),而電解液作為電池體系內(nèi)部連接正負極的離子體,其分布對鋰離子在液相中的遷移擴散有著至關重要的影響。當一端電極中導電劑含量過高時,電解液富集在這一極而使另一極的鋰離子傳輸過程緩慢,極化度較高,在反復循環(huán)后易于失效,從而影響電池的整體性能。


鋰離子電池導電劑材料重要有SUPER-P、KS-6、導電石墨、碳納米管、石墨烯、碳纖維VGCF等,這些導電劑擁有各自的優(yōu)劣勢。


導電劑的應用


1.SP


目前國內(nèi)鋰離子電池包導電劑還是以常規(guī)導電劑SP為主。炭黑具有更好的離子和電子導電能力,因為炭黑具有更大的比表面積,所以有利于電解質(zhì)的吸附而提高離子電導率。另外,炭一次顆粒團聚形成支鏈結(jié)構,能夠與活性材料形成鏈式導電結(jié)構,有助于提高材料的電子導電率。

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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

2.科琴黑


科琴黑只要極低的添加量就可以達到高導電性,所以科琴黑一直是導電炭黑中的優(yōu)品,長期以來在市場中處于領先地位。與其他用于電池的導電炭黑相比較,科琴黑具有獨特的支鏈狀形態(tài)。這種形態(tài)的優(yōu)點在于,導電體導電接觸點多,支鏈形成較多導電通路,其他碳黑多為圓球狀或片狀,故要很高的添加量才能達到所需的電性。


3.CNT導電劑


在高端數(shù)碼電池領域的應用比例較高達50%以上,在動力鋰電池領域的應用比例相對較低。但近年來隨著鋰離子電池包對能量密度、倍率性能、循環(huán)壽命等性能要求逐漸提高,CNT導電劑在該領域應用比例正在逐漸上升。


4.石墨導電劑

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標稱電壓:28.8V
標稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應用領域:勘探測繪、無人設備

基本為人造石墨,與負極材料人造石墨相比,作為導電劑的人造石墨具有更小的顆粒度,有利于極片顆粒的壓實以及改善離子和電子電導率。


導電劑未來展望


分析認為,目前碳納米管和石墨烯均可做成導電漿料,價格比普通炭黑SP貴很多。炭黑是非常成熟的導電劑,價格比較穩(wěn)定。

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