乙炔黑、SP和科琴黑的区别,以及它们在锂电池中的应用
常用的乙炔黑(acetylene black,AB)、SP(Super-P)、科琴黑(Ketjen black,KB)导电剂就属于碳材料,这里我们来介绍一下它们三的区别及应用。
制备工艺不同
乙炔黑采用电石法制备,即先用电石制成乙炔气,经净化,使乙炔气在1400℃左右高温下隔绝空气进行裂解,再经冷却、收集而得。为什么叫乙炔黑呢?这与它的制备工艺有关。


SP是一款炉法(MMM法)制备的导电炭黑,是由直径为40nm左右的原生粒子(一次结构)团聚成150-200nm的原生聚集体(二次结构),再通过软团聚和人工压缩等后续加工而成,整体呈葡萄球链状;导电炭黑SP在扫描电镜下呈链状或葡萄状,单个炭黑颗粒具有非常大的比表面积。炭黑颗粒的高比表面积、堆积紧密有利于颗粒之间紧密接触在一起,组成了电极中的导电网络。


炉法炭黑的结构度,定义:炭黑粒子间,聚成链状或葡萄状的程度;
科琴黑是通过部分燃烧石油煤沥青等碳质材料而获得的。 在制备工艺上,主要有湿法法、热法法和沉积法三种。 湿法法是将碳质原料溶解在相应的有机溶剂中,然后通过加热蒸发溶剂并混入氧化剂,在燃烧过程中产生碳黑。 热法法则是通过高温下将碳质物料进行燃烧,收集产生的碳黑颗粒。 沉积法则是在气相中,通过特定的沉积剂和碳质原料进行反应,从而在固体表面上生成碳黏土络合物,然后通过高温裂解得到炭黑。

科琴黑具有独特的支链状形态,导电接触点多,支链形成较多导电通路,因而只需很少的添加量即可达到极高的导电率(其它炭黑多为圆球状或片状,故需要很高的添加量才能达到所需的电性)。
乙炔黑、SP和科琴黑对比分析


科琴黑导电性能是三者中最好的,但它的价格高,并且极大的比表面积(ECP600的BET为1400)导致其在合浆过程中较难分散。因此在工业生产中使用乙炔黑和SP的多。例如狮王的ECP600的价格为700元/kg,益瑞石的SP为70元/kg,差距太大了。
说说工业上常用的乙炔黑和SP
我们也可以说乙炔黑和炉黑的区别

在企业中,为了成本和加工性能,我们更倾向于使用炉黑和乙炔黑。而炉黑和乙炔黑它们之间的性能其实相差不会很大,具体要看材料的比表面积和吸油值,而分散性也是相对的。最重要的当然还是产品的价格啊!
如果材料难分散,但价格便宜,我们可以加点分散剂解决,或者适当增加分散时间。毕竟在降本方面,我们国内的公司是一流的。
