中國粉體網(wǎng)訊 導電劑是為了保證電極具有良好的充放電性能，在極片制作時通常加入一定量的導電物質(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速率,，同時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。
幾種導電劑
炭黑是目前使用最為廣泛的導電劑,。目前電池工業(yè)用導電炭黑的電導率為0.2~0.5S/cm,。炭黑的結構性是以炭黑粒子間聚成鏈狀或葡萄狀的程度來表示的，顆粒細,、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式導電結構,。
碳納米管具有特殊的一維纖維狀結構，結晶度高,，有著較高的導電性,、導熱性和機械強度，一直以來受到各國研究者的關注,。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遠高于炭黑。
石墨烯作為一種新型的二維柔性平面炭材料,，有著優(yōu)良的導電性和導熱性,。這種結構使得石墨烯片層可以附著在活性物質(zhì)顆粒上,，為電極正負極活性物質(zhì)顆粒提供大量的導電接觸位點，使電子能夠在二維空間內(nèi)傳導,，構成一個大面積的導電網(wǎng)絡,，所以也被看作當前理想的導電劑。
石墨烯的主要物理化學特性
石墨烯導電劑的四大優(yōu)勢
石墨烯作為一種先進的新材料,，應用十分廣泛,，用作導電劑具有“至柔至薄至密”的特點，主要有以下4點優(yōu)勢：
1電子電導率高,，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,；
2二維片層結構，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)實現(xiàn)“面-點”接觸,，具有更低的導電閾值，并且可以從更大的空間跨度上在極片中構建導電網(wǎng)絡,，實現(xiàn)整個電極上的“長程導電”(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進行電子傳遞,，原子利用效率高,，故可以在最少的使用量下構成完整的導電網(wǎng)絡，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,，保證電池良好的循環(huán)性能。
如何選擇導電劑
導電劑的材料,、形貌、粒徑,、攪拌順序,、添加量與不同類型導電劑的復合狀態(tài)都對鋰離子電池有著不同方面的影響。在進行鋰離子電池設計時我們應根據(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電劑,。我們應該綜合各種導電劑的優(yōu)缺點并加以復合補其短板,。在實際生產(chǎn)應用過程中,，最重要的是需要考慮成本問題，在達到相應的要求時應盡量地減少成本,，與此同時復合導電劑的添加將會較大地改善電池的各方面的性能,。
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專家簡介
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而獲得上海市勞模,。
參考來源：
劉宗哲.石墨烯導電劑的研究和展望
蘇方遠.用于鋰離子電池的石墨烯導電劑:緣起,、現(xiàn)狀及展望
陳志金.鋰離子電池導電劑的研究進展
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/墨玉）
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