中國(guó)粉體網(wǎng)訊  導(dǎo)電劑是為了保證電極具有良好的充放電性能,，在極片制作時(shí)通常加入一定量的導(dǎo)電物質(zhì),，在活性物質(zhì)之間、活性物質(zhì)與集流體之間起到收集微電流的作用,，以減小電極的接觸電阻加速電子的移動(dòng)速率,，同時(shí)也能有效地提高鋰離子在電極材料中的遷移速率，從而提高電極的充放電效率,。

幾種導(dǎo)電劑

炭黑是目前使用最為廣泛的導(dǎo)電劑,。目前電池工業(yè)用導(dǎo)電炭黑的電導(dǎo)率為0.2~0.5S/cm。炭黑的結(jié)構(gòu)性是以炭黑粒子間聚成鏈狀或葡萄狀的程度來(lái)表示的,，顆粒細(xì),、網(wǎng)狀鏈堆積緊密、比表面積大、單位質(zhì)量顆粒多,，有利于在電極中形成鏈?zhǔn)綄?dǎo)電結(jié)構(gòu),。

碳納米管具有特殊的一維纖維狀結(jié)構(gòu)，結(jié)晶度高,，有著較高的導(dǎo)電性,、導(dǎo)熱性和機(jī)械強(qiáng)度，一直以來(lái)受到各國(guó)研究者的關(guān)注,。由于碳納米管在管壁間存在著離域大π鍵,，因此碳納米管的軸向?qū)щ娦赃h(yuǎn)遠(yuǎn)高于炭黑。

石墨烯作為一種新型的二維柔性平面炭材料,，有著優(yōu)良的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性,。這種結(jié)構(gòu)使得石墨烯片層可以附著在活性物質(zhì)顆粒上，為電極正負(fù)極活性物質(zhì)顆粒提供大量的導(dǎo)電接觸位點(diǎn),，使電子能夠在二維空間內(nèi)傳導(dǎo),，構(gòu)成一個(gè)大面積的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，所以也被看作當(dāng)前理想的導(dǎo)電劑,。

石墨烯的主要物理化學(xué)特性

石墨烯導(dǎo)電劑的四大優(yōu)勢(shì)

石墨烯作為一種先進(jìn)的新材料,，應(yīng)用十分廣泛，用作導(dǎo)電劑具有“至柔至薄至密”的特點(diǎn),，主要有以下4點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

1電子電導(dǎo)率高,，使用很少量的石墨烯就可以有效降低電池內(nèi)部的歐姆極化；

2二維片層結(jié)構(gòu),，與零維的碳黑顆粒和一維碳納米管相比,，石墨烯可以和活性物質(zhì)實(shí)現(xiàn)“面-點(diǎn)”接觸，具有更低的導(dǎo)電閾值,，并且可以從更大的空間跨度上在極片中構(gòu)建導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),，實(shí)現(xiàn)整個(gè)電極上的“長(zhǎng)程導(dǎo)電”(不同制備方法制備得到的石墨烯材料尺寸有所區(qū)別）；

3超薄特性,，石墨烯是典型的表面性固體,，相較于具有多sp2碳層的碳黑、導(dǎo)電石墨和多壁碳納米管,，石墨烯上所有碳原子都可以暴露出來(lái)進(jìn)行電子傳遞,，原子利用效率高，故可以在最少的使用量下構(gòu)成完整的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),，提高電池的能量密度,；

4高柔韌性，能夠與活性物質(zhì)良好接觸,，緩沖充放電過(guò)程中活性物質(zhì)材料出現(xiàn)的體積膨脹收縮,，抑制極片的回彈效應(yīng),，保證電池良好的循環(huán)性能。

如何選擇導(dǎo)電劑

導(dǎo)電劑的材料,、形貌,、粒徑、攪拌順序,、添加量與不同類型導(dǎo)電劑的復(fù)合狀態(tài)都對(duì)鋰離子電池有著不同方面的影響。在進(jìn)行鋰離子電池設(shè)計(jì)時(shí)我們應(yīng)根據(jù)不同的活性物質(zhì)材料,、不同目的(改善倍率性能,、循環(huán)性能、提高不可逆比容量)而選取與之相匹配的導(dǎo)電劑,。我們應(yīng)該綜合各種導(dǎo)電劑的優(yōu)缺點(diǎn)并加以復(fù)合補(bǔ)其短板,。在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用過(guò)程中，最重要的是需要考慮成本問(wèn)題,，在達(dá)到相應(yīng)的要求時(shí)應(yīng)盡量地減少成本,，與此同時(shí)復(fù)合導(dǎo)電劑的添加將會(huì)較大地改善電池的各方面的性能。

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專家簡(jiǎn)介

劉剛橋,，寧波杉元石墨烯科技有限公司研發(fā)總監(jiān)，從事石墨烯應(yīng)用開發(fā)研究11年,，曾在日企工作期間因研究石墨烯的突出貢獻(xiàn)而獲得上海市勞模,。

參考來(lái)源：

劉宗哲.石墨烯導(dǎo)電劑的研究和展望

蘇方遠(yuǎn).用于鋰離子電池的石墨烯導(dǎo)電劑:緣起、現(xiàn)狀及展望

陳志金.鋰離子電池導(dǎo)電劑的研究進(jìn)展

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/墨玉）

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