石墨烯導電漿料在鋰電池中的應用,鋰電池導電漿料的優(yōu)缺點

來源：存能電氣  日期：2020-04-30 14:37  瀏覽量：次

石墨烯導電漿料在鋰電池中的應用，鋰電池導電漿料的優(yōu)缺點。當今社會日益增長的能源需求與環(huán)境壓力對電池提出了新的、更高的要求，對電池技術(shù)的發(fā)展來說既是機遇也是挑戰(zhàn)。石墨烯是目前人類已知導電性能最好的二維尺度納米碳材料，同時石墨烯還兼有良好的機械性能、最好的傳熱性能、獨特的形貌與結(jié)構(gòu)特征，其在儲能電池技術(shù)領域中的應用越來越普遍。

石墨烯導電漿料在鋰電池中的應用

石墨烯是目前導電性最好的材料，同時具有超高的電子遷移率、熱導率。利用石墨烯優(yōu)異的導電性、超大的比表面積、獨特的二維網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，將其與其他導電材料混合、分散制備出導電漿料，在其體系中形成良好的三維導電網(wǎng)絡，用于鋰電池正極材料，能有效縮短電池充放電過程中Li+及電子的傳輸路徑，加快兩者的傳輸速度。這對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。

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

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

鋰電池導電漿料的優(yōu)缺點

1、導電炭黑

導電炭黑是目前鋰電池使用最廣泛的導電漿料，炭黑是一種無定形炭，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聚；且具有較強的吸油性。由于導電炭黑不能形成良好的導電網(wǎng)絡，導電性相對較差，而且電阻高且易于極化，因此在用導電炭黑進行極片制作時，往往與石墨、碳納米管、石墨烯等材料配合使用。

2、導電石墨

石墨是一種晶體，晶格為六邊形層狀結(jié)構(gòu)、相對較粗、導電性略差于導電炭黑，但具有更好的可壓縮性和可分散性，因此導電石墨一般配合導電炭黑使用，這樣不僅可以提高導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)異的導電性能，用作導電劑時可以減少導電劑的用量。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、具有阻礙鋰離子擴散等弊端尚未完全被工業(yè)化應用，因此目前一般將石墨烯添加到炭黑中配合使用。

4、混合導電漿料

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

以上就是石墨烯導電漿料在鋰電池中的應用和鋰電池導電漿料的優(yōu)缺點。實際應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用最廣泛的導電材料，而碳納米管和石墨烯作為新時代的寵兒，在科研和實際應用方面都取得了不俗的成績，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，到底誰將引領未來鋰電池導電漿料的主流，我們拭目以待。