锂电池导电剂介绍

我们知道，锂离子电池正极材料一般导电性较差，需通过添加导电剂构建电极内的导电网络，以减少接触电阻、提升电子和锂离子传输效率。然而，不同导电剂与电解液的副反应可能影响电池性能，因此需优化导电剂选择与工艺。

常用的锂离子电池导电剂可以分为传统型导电剂（如炭黑、导电石墨、碳纤维）和新型导电剂（如碳纳米管、石墨烯等）。

一、 传统导电剂介绍

炭黑（如Super P、乙炔黑）

粒径小，约（150-200 nm）比表面积大但易团聚，需控制添加量（通常<1.5%），过量会降低循环性能。炭黑成本较低。

导电石墨（如KS-6、KS-15、SFG-6）

其颗粒接近活性物质粒径，KS-6粒径约（3-5μm），通过改性（如氧化插层）可提升比容量和循环稳定性。

碳纤维（VGCF）

导电碳纤维具有线性结构，有利于形成良好的导电网络，降低内阻，但成本较高。

有研究表明，纳米碳纤维作导电剂的电池的性能明显优于导电炭黑作导电剂的电池，表现出较好的导电性，因而减轻电极极化，降低电池内阻及改善电池性能

二、新型导电剂介绍

碳纳米管（CNT）

CNT可以分为单壁CNT和多壁CNT，，长度一般为10～100μｍ，直径一般为1～50ｎｍ，一维结构的碳纳米管与纤维类似呈长柱状，内部中空。一维结构构建三维导电网络，显著提高倍率性能和循环寿命，但分散工艺复杂。
CNT因为分散比较难，一般CNT制造公司将CNT分散于NMP中，卖给锂电池公司。而CNT虽然价格较贵，但添加量也很少，一般在正极浆料中添加一点1%的量，就能很明显的提高电池的性能（配合SP使用）。

1为导电炭黑，2为导电炭黑中添加了CNT

石墨烯

石墨烯为二维片状结构，能实现点-面接触，减少用量并提升容量，但也存在成本高和分散困难的问题。虽然石墨烯的加入能提高导电性，但有研究表明，大倍率下，石墨烯作为平面导电剂会阻碍锂离子的运动，造成电池极化，严重影响电池性能。

复合导电浆料（如CNT/石墨烯/炭黑混合）

在最新的研究进展中，部分锂离子电池选用的导电剂是 CNT、石墨烯、导电炭黑之间两者或三者的混合浆料。将导电剂复合做成导电浆料是工业应用的需求，也是导电剂之间相互协同、激发用途的结果。
协同效应优化性能，如某研究显示复合导电剂可使电池容量提升4.5%，内阻降低70%，循环稳定性达96%以上。