中國粉體網(wǎng)訊 在鋰電池的制作細(xì)分工藝上，導(dǎo)電劑的導(dǎo)電性能會(huì)直接影響電池的放電平臺(tái),、容量發(fā)揮,、循環(huán)穩(wěn)定、內(nèi)阻,、高倍率性能等,。加入前首先考慮的是電池材料活性物質(zhì)本身的特性，直接作用是增加導(dǎo)電性能,。
當(dāng)前鋰電池使用較廣泛的導(dǎo)電劑可分為導(dǎo)電炭黑,、導(dǎo)電石墨和新型導(dǎo)電劑等三大類，新型導(dǎo)電劑主要指碳納米管,、石墨烯等,。
縱觀鋰電池導(dǎo)電劑的研究發(fā)展歷程：石墨——碳納米管——石墨烯三個(gè)過程，可以看出導(dǎo)電劑的顆粒越來越小,。這是因?yàn)椴牧系膶?dǎo)電性極大影響著鋰電池對(duì)容量,、循環(huán)性能，加入顆粒越小的導(dǎo)電劑是解決問題最直接的方法,。
下面將從性能,、發(fā)展瓶頸、價(jià)格成本等角度來綜合分析比較,，到底誰會(huì)更勝一籌?
一,、什么是碳納米管和石墨烯？
碳納米管是由一層石墨層卷起來的直徑只有幾納米的微管,，也可由不同直徑的微管同軸地套構(gòu)在一起形成管束,。主要有單壁和多壁兩種；石墨烯是從石墨材料中剝離出來,、由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體,，通常有單層和多層,。
從本質(zhì)上看，兩者均屬于石墨類材料,，只是碳原子的排列組合不同,，但都具備石墨的一些相同特性，例如導(dǎo)電性,。
具體而言,，碳納米管由于尺寸小，比表面積大,，表面的鍵態(tài)和顆粒內(nèi)部不同,，表面原子配位不全等導(dǎo)致活性位置增加，成為理想的材料添加劑,。但石墨烯電極擁有更小的極片電阻,，可以做到更大的壓實(shí)密度。
導(dǎo)電劑通常要以最少的量實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的導(dǎo)電性能,。目前,，市場(chǎng)化應(yīng)用的碳納米管和石墨烯都是以預(yù)分散導(dǎo)電漿料的方式提供。從導(dǎo)電性能上看,，作為第三代導(dǎo)電劑,，石墨烯的導(dǎo)電性更勝一籌。昊鑫能源沈杰博士表示,，石墨烯的導(dǎo)電性更好,，但碳納米管在電解液中的吸液能力更強(qiáng)。
另一位業(yè)內(nèi)人士更看好碳納米管導(dǎo)電劑,，因?yàn)榧兪┑碾x子導(dǎo)電性沒有碳納米管好,，加入純石墨烯導(dǎo)電劑的電子會(huì)在循環(huán)幾十周后跳出來，這會(huì)影響電池的循環(huán)穩(wěn)定,。對(duì)此,，比克電池基礎(chǔ)研發(fā)部柳青博士也十分認(rèn)同，碳納米管的電子導(dǎo)電性和離子導(dǎo)電性都比較好,，這更有利于提升電池的循環(huán)性,。簡單來說，碳納米管導(dǎo)電更穩(wěn)定,。
從導(dǎo)電機(jī)理分析,，石墨烯通過點(diǎn)面接觸來導(dǎo)電，碳納米管則由點(diǎn)線接觸傳輸,。一般而言,，接觸的面積越大導(dǎo)電性能就會(huì)越好。但片層較厚的石墨烯會(huì)阻礙鋰離子的擴(kuò)散而降低極片的離子電導(dǎo)率，因而6—9層效果最好,。
二,、其實(shí)都存在發(fā)展瓶頸：
目前業(yè)界一致認(rèn)為：真正意義上的石墨烯制作成本高，難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,；而碳納米管最大的難題則是分散,。相較之下，碳納米管的分散比石墨烯的“難產(chǎn)”更容易攻克,。
據(jù)了解,，OCSiAl目前已實(shí)現(xiàn)單壁碳納米管的大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用，這是一家專業(yè)從事單壁碳納米管研發(fā)生產(chǎn)的跨國公司,。該公司在全球有幾百甚至上千的合作伙伴,，都有世界知名的實(shí)驗(yàn)室,、大學(xué)及科研院所,，共同研發(fā)添加劑的分散和應(yīng)用。OCSiAl的產(chǎn)品分散性好, 客戶無需改變?cè)に嚵鞒獭?/span>
據(jù)內(nèi)部消息透露,，昊鑫能源已經(jīng)實(shí)現(xiàn)類石墨烯的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)且能做到2-10層,。
三、價(jià)格下降才是王道：
從企業(yè)盈利的角度來說,，碳納米管和石墨烯的購買成本是其考慮的一個(gè)重要因素,。哪一款產(chǎn)品價(jià)格更低，就更容易被企業(yè)認(rèn)可,。
目前市場(chǎng)上碳納米管和石墨烯兩款產(chǎn)品價(jià)格相差不大,，但不同型號(hào)的導(dǎo)電劑價(jià)格會(huì)有很大差異，一般來說,，常規(guī)的碳納米管導(dǎo)電劑的價(jià)格是700-800元/kg,。
作為產(chǎn)品推廣，第一點(diǎn)就是價(jià)格要有吸引力,。與其他公司相比,，OCSiAl的產(chǎn)品不僅價(jià)格低，而且更有效率和吸引力,，因?yàn)槠涮砑恿颗c其他添加劑相比要低得多,，從0.001%到0.1%。
據(jù)昊鑫新能源相關(guān)負(fù)責(zé)人透露,，公司生產(chǎn)的類石墨烯產(chǎn)品產(chǎn)能已經(jīng)接近200噸,，比亞迪（002594）和國軒高科（002074）都已成為這款產(chǎn)品的使用客戶，而且公司計(jì)劃明年將把產(chǎn)能擴(kuò)大至1000噸,。
昊鑫新能源負(fù)責(zé)人表示,，與市面上的導(dǎo)電劑相比，自己產(chǎn)品價(jià)格與其差不多，但導(dǎo)電性好很多,，即使在減少添加量的情況下也能達(dá)到導(dǎo)電效果,。
小結(jié)：
石墨烯與碳管在更加廣泛與商業(yè)化的應(yīng)用前，還需要解決以下問題：
1,、研發(fā)低成本與環(huán)境友好的高質(zhì)量材料,。
2、提升材料的分散能力與復(fù)合結(jié)構(gòu)制備技術(shù),。
3,、開發(fā)新的應(yīng)用模式。
對(duì)碳納米管與石墨烯的應(yīng)用可不限于其本身,，而是通過諸如碳納米管與石墨烯的復(fù)合或兩者與其他導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的復(fù)合,，以不同材料間的協(xié)同作用來構(gòu)筑更為完善的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。
