锂电池定制16年-动力锂电池系统解决方案商

锂电池作为一种能量密度高、循环寿命长的重要储能器件，近年来发展迅速。就目前的商用锂离子电池系统而言，限制性能的因素主要来自电导率。

有必要添加合适的电池导电剂，以提高材料的导电性，构建稳定且持久的导电网络，为电子传输提供快速通道，并确保充分利用活性材料。因此，与活性材料相比，电池导电剂也是锂离子电池中不可或缺的材料。

电池导电剂是锂电池的关键辅助材料

电池导电剂是锂离子电池的关键辅助材料，在提高电池导电性、容量、倍率性能和循环性能方面发挥着重要作用。由于大多数正极材料的活性材料具有较差的导电性和较大的内阻，因此需要电池导电剂来形成导电网络，以改善电极材料的活性物质和集电器之间的导电性。目前，电池导电剂主要用于阴极片上。

未来，随着硅基阳极的加速渗透，电池导电剂在阳极片上的应用将加快。此外，电池导电剂还可以提高极靴的加工性，促进电解质在极靴上的渗透，有效提高锂离子在电极材料中的迁移率，减少极化，从而提高电极的充放电效率和使用寿命。

阴极：主要提高阴极材料的导电性。锂离子阴极材料具有较差的导电性。需要添加一定比例的电池导电剂，以确保导电材料填充正极材料的活性材料之间的间隙，以形成良好的导电网络，从而提高正极材料的导电性。

阳极：主要削弱阳极材料的膨胀，提高循环寿命。尽管阳极材料的导电性良好，但锂电子的连续嵌入和脱落将在多次充电和放电过程中导致石墨颗粒体积的膨胀和收缩，导致石墨颗粒之间的间隙更大，导电性更低。

 

 

零件甚至可能与电极分离，从而降低锂离子电池的容量。添加电池导电剂可以改善阳极的表面性能并保持电池的导电性。

电池导电剂约占电池成本的1%，成本敏感性低，下游接受度高。由于电池导电剂在锂电池成本中所占比例不高，因此价格敏感性较弱，因此尽管新型电池导电剂的成本高于传统电池导电剂。

然而，新型电池导电剂可以显著提高锂电池的能量密度和快速充电性能。因此，锂百强制造商的接受度很高，成本可能不是第一考虑因素。

新型电池导电剂与传统电池导电剂

多维度综合比较目前锂电池常用的电池导电剂主要包括炭黑、导电石墨、VGCF、碳纳米管和石墨烯。其中，炭黑、导电石墨和VGCF属于传统的电池导电剂。碳纳米管和石墨烯是新型电池导电材料。

 

 

导电炭黑：链状或葡萄状，具有高比表面积。炭黑可以与活性物质形成点对点接触，有利于电解质的吸附，提高离子电导率。添加量约为3%。它是一种具有成本效益的电池导电剂，但其导电性相对一般，依赖进口。

碳纳米管：可分为单壁管和多壁管。一维碳纳米管是圆柱形的，内部中空，并且具有良好的导电性。纤维结构可以与活性材料进行点对线接触，在电极活性材料中形成连续的导电网络，充当“导线”。碳纳米管电池导电剂有利于提高电池容量、倍率性能、电池循环寿命，并降低电池接口阻抗。

石墨烯：它具有片状二维结构，与活性材料形成点对面接触，可以最大限度地发挥电池导电剂的作用，减少电池中使用的导电剂的数量。从而增加活性材料的比例并增加锂电池的容量。在少量添加的情况下，石墨烯可以更好地形成导电网络，效果比导电炭黑好得多。

 

 

导电石墨：石墨电池的导电剂是人造石墨，颗粒尺寸更小，孔隙更发达，比表面积更大，可以与活性材料形成点对点接触。这有利于提高极片颗粒的压实密度，增加离子和电子的导电性，同时，当用于阳极时，它可以增加阴极的容量。

锂电池用炭黑电池导电剂的特性

锂电池炭黑电池导电剂产品差异显著，性能差距较大。低比表面积、高吸油值和低金属离子含量是导电炭黑成功应用的核心技术指标。

粒径和比表面积：炭黑粒径是指炭黑的一次粒径，比表面积是指炭黑颗粒每单位质量或单位体积的表面积之和。粒径小，比表面积大，具有较好的离子和电子传导性，有利于电解质的吸附，提高离子传导性。

支链结构：支链结构可以与活性材料形成链状导电结构，增加导电接触点，有助于提高材料的电子传导性。

 

 

DBP吸收值：炭黑的结构可以通过DBP的吸收值来测量。

表面官能团：表面官能团的数量决定了炭黑分散的难度。官能团越多，就越容易分散，但过多会削弱电池导电剂的导电性。

金属离子含量：金属离子含量过高会导致电池自放电，影响安全性能。通常，锂电池用导电炭黑的金属离子含量相对较高，一般低于10ppm。

目前，我国锂离子电池的电池导电剂仍以传统导电剂导电炭黑为主，其中SP产品是市场主流。SP导电炭黑是一种小颗粒导电炭黑，价格便宜实用，没有储锂功能，只导电。

电池导电剂的应用与展望

每种电池导电剂都有自己的优点。未来，电池导电剂的开发将集中在以下四个方面：

 

 

● 无论是在含水体系中还是在NMP有机体系溶剂中，电池导电剂都应具有良好的分散性；

● 与高导电性碳纳米管、石墨烯等新型碳材料复合，降低电池导电剂的使用率，提高电池性能；

● 提高比表面积和电解质吸附能力，进一步提高极靴的离子电导率。

● 无论是碳纳米管还是石墨烯复合材料，与传统材料相比，降低成本以满足实际需求迫在眉睫。