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导电炭黑在锂电池极片的作用

编辑:天津星龙泰化工产品科技有限公司时间:2020-07-22

一、导电炭黑sp的作用

锂离子电池极板在活性物质的某一点发生脱锂/嵌锂插反应时,极内部包括电子、锂离子传输过程。例如,放电时,正极侧活性物质粒子表面的一点发生嵌锂反应,进入固相粒子内部。Li在阴极上通过电解质传递到阳极,电子通过外部电路传递到阳极集流体,通过电极的导电网络传输到电极表面。电子和锂离子在阳极粒子/电解质界面发生电荷交换,Li接收电子并嵌入阳极物质。

在极片设计中,活性物质,尤其是阳极材料电子电导率低,导电网络是电子传输的主要途径。在设计锂离子电池时,应根据活性物质材料、目的(提高倍率性能、提高循环性能、提高不可逆容量)选择相应的导电剂。导电剂的材料、形态、粒子大小、挥发顺序、添加量和其他类型导电剂的复合状态都对锂离子电池有不同的影响。

二、导电材料的理想分布状态

1.导电剂平均分布,在活性物质粒子表面产生导电薄层。

2.导电剂与活性物质粒子的表面紧密接触,使电子有效地参与脱锂/嵌锂反应。

3.导电剂相互连接,形成从流体到每个活性物质粒子的电子通路。

导电炭黑sp在电极上的能够供应电子传输的通道,如果导电炭黑sp含量合适,可以获取高放电容量和良好的循环性能,如果含量太低,电子传导通道就少,对高电流充电放电不利,电极上活性物质的利用率就会降低。过高会降低活性物质的相对含量,使电池低于能量。