石墨烯導(dǎo)電漿料在鋰電池中的應(yīng)用,鋰電池導(dǎo)電漿料的優(yōu)缺點(diǎn)

來(lái)源：存能電氣  日期：2020-04-30 14:37  瀏覽量：次

石墨烯導(dǎo)電漿料在鋰電池中的應(yīng)用，鋰電池導(dǎo)電漿料的優(yōu)缺點(diǎn)。當(dāng)今社會(huì)日益增長(zhǎng)的能源需求與環(huán)境壓力對(duì)電池提出了新的、更高的要求，對(duì)電池技術(shù)的發(fā)展來(lái)說(shuō)既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。石墨烯是目前人類已知導(dǎo)電性能最好的二維尺度納米碳材料，同時(shí)石墨烯還兼有良好的機(jī)械性能、最好的傳熱性能、獨(dú)特的形貌與結(jié)構(gòu)特征，其在儲(chǔ)能電池技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越普遍。

石墨烯導(dǎo)電漿料在鋰電池中的應(yīng)用

石墨烯是目前導(dǎo)電性最好的材料，同時(shí)具有超高的電子遷移率、熱導(dǎo)率。利用石墨烯優(yōu)異的導(dǎo)電性、超大的比表面積、獨(dú)特的二維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將其與其他導(dǎo)電材料混合、分散制備出導(dǎo)電漿料，在其體系中形成良好的三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，用于鋰電池正極材料，能有效縮短電池充放電過(guò)程中Li+及電子的傳輸路徑，加快兩者的傳輸速度。這對(duì)于提高鋰電池的倍率性能、循環(huán)壽命、充電速度具有重要意義。

導(dǎo)電漿料是電子元器件封裝、電極和互聯(lián)的關(guān)鍵材料。導(dǎo)電劑都各自有各自的特點(diǎn)，形態(tài)也是各有千秋。鋰電池生產(chǎn)的廠家大多會(huì)根據(jù)導(dǎo)電劑的形態(tài)、顆粒大小、比表面積、導(dǎo)電性能的不同而混合搭配使用導(dǎo)電劑。

石墨烯鋰電池導(dǎo)電漿料其特征在于：其組分由石墨烯、導(dǎo)電炭黑、粘結(jié)劑、分散劑、溶劑、穩(wěn)定劑和去離子水組成；導(dǎo)電漿料的組分配比：石墨烯和導(dǎo)電炭黑混合物30~70份、粘結(jié)劑5-20份、分散劑5-15份、溶劑5-25份、去離子水5-25份。

鋰電池導(dǎo)電漿料的優(yōu)缺點(diǎn)

1、導(dǎo)電炭黑

導(dǎo)電炭黑是目前鋰電池使用最廣泛的導(dǎo)電漿料，炭黑是一種無(wú)定形炭，在掃描電鏡下呈鏈狀或葡萄狀，質(zhì)輕而疏松、粒徑小、比表面積比較大、在漿料中分散性較差容易團(tuán)聚；且具有較強(qiáng)的吸油性。由于導(dǎo)電炭黑不能形成良好的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)電性相對(duì)較差，而且電阻高且易于極化，因此在用導(dǎo)電炭黑進(jìn)行極片制作時(shí)，往往與石墨、碳納米管、石墨烯等材料配合使用。

2、導(dǎo)電石墨

石墨是一種晶體，晶格為六邊形層狀結(jié)構(gòu)、相對(duì)較粗、導(dǎo)電性略差于導(dǎo)電炭黑，但具有更好的可壓縮性和可分散性，因此導(dǎo)電石墨一般配合導(dǎo)電炭黑使用，這樣不僅可以提高導(dǎo)電劑的分散性減少極片極化，還能提高電極的氧化還原能力和電池的充放性能。

3、石墨烯

石墨烯呈片狀結(jié)構(gòu)與活性物質(zhì)呈面接觸形式，具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能，用作導(dǎo)電劑時(shí)可以減少導(dǎo)電劑的用量。但石墨烯的片狀結(jié)構(gòu)也阻礙了鋰離子的擴(kuò)散，從而造成電池倍率性能下降。由于其成本較高、分散困難、具有阻礙鋰離子擴(kuò)散等弊端尚未完全被工業(yè)化應(yīng)用，因此目前一般將石墨烯添加到炭黑中配合使用。

4、混合導(dǎo)電漿料

混合導(dǎo)電漿料就是將碳納米管、石墨烯、導(dǎo)電炭黑之間進(jìn)行摻雜濫混合后形成的漿料。使用混合導(dǎo)電漿料，目的就是希望發(fā)揮導(dǎo)電劑之間的協(xié)同、互補(bǔ)、激發(fā)作用。當(dāng)然，混合漿料的分散問(wèn)題會(huì)更加突出。

以上就是石墨烯導(dǎo)電漿料在鋰電池中的應(yīng)用和鋰電池導(dǎo)電漿料的優(yōu)缺點(diǎn)。實(shí)際應(yīng)用中由于成本和工藝非常成熟原因，炭黑依然是目前鋰電池中應(yīng)用最廣泛的導(dǎo)電材料，而碳納米管和石墨烯作為新時(shí)代的寵兒，在科研和實(shí)際應(yīng)用方面都取得了不俗的成績(jī)，但碳納米管和石墨烯的綜合使用成本阻礙了產(chǎn)業(yè)化批量使用，到底誰(shuí)將引領(lǐng)未來(lái)鋰電池導(dǎo)電漿料的主流，我們拭目以待。