锂离子电池导电剂

3为什么在锂电池中使用导电剂A铜集流体溶剂分子结构铝集流体正极电子U0锂由电池的工作原理可知，正常的充放电过程，需要锂离子、电子的共同参与，这就要求电极必须是离子和电子的混合导体，电极反应也只能够发生在电解液、导电剂、活性材料的接合处。导电碳的分类50维导电碳0维导电碳r厂家粒径结构特点树枝状结构的成的二次颗粒较低，用量较高葡萄状结构实心高度石墨化好，用量少于SP,分散好树枝状结构表面多孔碳微球TEM像(断面)厂家径/nm)纯度结构特点粉末样品，纯度石墨化程度高，较易分散状结构粉末样品，金属杂质含量较高，分散困难，有待改进天奈深圳三顺纳米港等多分叉的海藻状结构分散液，杂质含量少，持续改进分散剂和开发不同管径厂家片层纯度结构特点一定程度改善压实，可配合0维导电碳使用层数和尺寸不同性质差异巨大，分散困难，需加分散剂制成溶液7导电剂的应用研究(b)P>Pc,导通状态存电阻/Ω导电碳添加量%传统导电碳的使用窗口摸索·满足极片基本导电需求高效导电网络设计NCM:MX7H,D50:6~8um,BET:0.62m2/gWD·30mmMag-10.00KX0口导电碳主要包覆在材料表面和填充在孔隙之间口导电碳的用量需综合考虑其对口常用的SP导电碳类在NCM中的添加比例窗口：2%~3%100低结构，低孔隙高结构，高孔隙□ECP600因为其结构为高孔隙(表现为大BET和高吸油值),单位重量的碳黑颗粒数远多于SP,因此形成有效导电网络所需要的添加量大幅降低。导电剂的应用研究---高效导电网络设计%0□ECP600应用可显著降低极片阻抗，提升电芯充放电倍率性ITX200厂家口其他高BET/高结构度导电剂应用研究可发现规律：SBET从60→200m2/g,电芯充放电改善不明显，BET增加至800m2/g,动力学性能大幅提升.胀气电芯气体成分分析CO2,%C2H4,%C2H6,%17,%C3H6,%C3H8,%H2,%0□高温存储胀气为ECP600应用的主要问题点，猜测主要原因为高BET和孔隙结构的导电触面积，从而加剧了副反应的发生。·开发策略二：0维导电碳→多维导电碳日口导电碳黑的长径比值(Aspectratio)越大，表现出越低的逾渗阀值；口导电剂的开发方向向CNT/石墨烯类发展。·开发策略二：0维导电碳→多维导电碳□CNT类1维导电剂应用，可显著降低导电碳用量；□CNT类1维导电剂因其具有良好的长程导电能力，可保证在极片循环膨胀过程仍稳定维持导电网络。导电剂的应用研究---高效导电网络设计单/双面单/双面量可有效保证极片加工性能..□CNT配方动力学性能得到显著改善芯能量密度。4C-30sDCR@25℃,50%SOC40%颗粒间隙在循环充放电过程中变疏松0.00246810121416182022□CNT应用主要问题点为其来料中杂质对性能的影响；□经过XPS确认，杂质主要为Fe2O3;□碳管中纳米级尺寸的杂质应该不会刺穿隔膜，但会存在严重的自放电；□通过供应商工艺优化，CNT杂质含量可得到控制。初级碳管初级纯化高温纯化高温强酸洗涤3000℃纯强酸洗涤化处理杂质元素3//631口经过高温3000℃纯化处理，能够有效的去除碳管内部的金属杂质；口经过纯化的碳管，ICP测试其金属杂质含量能够达到<5ppm的水平，满足锂离子电池使用需求。粉末应用团聚粉末应用□CNT自身离域大π键，管与管之间易形成TT-π共轭，易发生能，导致循环分叉；□目前使用的CNT均需与分散剂(PVP)配合使用。3SP体系中加入PVP验证□CNT的分散剂PVP在>4.3V时，会与电解液发生氧化反应，回此4.4V体系应用，会导致循环分叉及高温存储恶化；□后续需开发其他耐高电压分散剂。导电能力导电碳对LICO形成更好的包覆00口复合导电剂兼顾局部和长程电子电导能力，在极片中可形成了完整的导电网络，有效的降低电芯的电子及离子扩散阻抗，提供更优异的动力学性能。0Spe.:TN7-6+3umCCS+PCS(Gen3,1.5mg)口复合导电碳可有效形成导电网络，降低导电碳含量，减小Binder用量，提高动力学性能，同时可有效提高电芯ED;口复合导电碳配方CNT%降低，高电压(≥4.35V)体系，循环性能得到明显改善12341234NYYN系口复合导电碳配方兼顾长程短程导电能力，相同活性物质Loading条件下，可有效提高电芯的动力学性能。0率0导电剂的应用规则10³~10⁴青青严10³~10-⁴二10⁹~10-1010⁻³~10⁴10⁻³~10⁴导电剂的发展方向V与常规SP配方性能对比如下(优势：活性物质Loading以及放电倍率提升)活性物质Loading浆料粘度(mPa.s)极片粘结力(N/m)DO(35degC/0.5C)/Sigma92.1%92.1%82.1%导电剂的发展方向---圳市纳米港有限公司北京天奈科技有限公司天津富纳源创科技有限公司②年生产能力为200吨①富士康全资子公司第一元素第一元素科时代纳米材料中心深圳市贝特瑞纳米科技有限公司苏州第一元素纳米技术有限公司到100kg/a到100T/a口与供应商合作改进分散剂口开发backup供应商29CC-Power@90%sOC(OdegC)Vs.DifCC-Power@90%sOC(OdegC)Vs.Dif595PP钟钟2.26.2.26.Volumeresistivity(ohmVolumeresistivity(ohmIPressrgdenstylg/cm)用量少，改善压实有帮助，动力学性能优良，但要搭配短程导电剂一起才能起到最佳效果。Pressrgdenstylg/cm)1.0%CNT应延伸率(‰0)延伸率为6‰时对应压密(g/cc)实验室研究阶段早期产业化阶段产业化快速成长阶段石墨烯产业化成熟阶段2004年-2013年2004年-2013年2013年-2015年2015年-2020年2021年-2035年实验室石墨烯产品的研如晶体管、调制器、分量子传感器、石墨烯锂石墨烯超级电容等。低端石墨烯产业化：对石墨烯质量要求宽松的产品产业化，如石墨涂料、导热膜。特点：特点：特点：研究领域石墨烯各种性质、了解其可能的使用市场较小、下游需求逐渐开始打开。石墨烯制备技术尚不要成熟，主研究领域石墨烯各种性质、了解其可能的使用中高端石墨烯产业化：石墨烯制备水平较为成熟之后。高质量的石墨烯产品产业化，如石墨烯超级电容等、石墨烯电极等。特点：产品下游需求迅速打开，石墨烯产业迅猛发展。石墨烯作为优质材料的特性得到开始得到利用。石墨烯高端器件及产品产业化：能发挥石墨烯独特优势的高端器件产业化，如生物传感器、海水淡化滤膜、激