锂离子电池导电添加剂

作为高能量密度的储能装置,锂离子电池在电动出行、储能和消费电子领域需求迅速增长。然而,正极材料通常存在本质电子导电性较差和高内阻劣势,直接限制了倍率性能和能量密度。为此,导电添加剂作为关键辅助材料被广泛用于构建稳定高效的导电网络,增强电子传输,并确保活性材料的充分利用。

在电池配方中,导电添加剂的质量比例通常不超过3%,但其对性能的影响显著。无论是倍率性能、循环寿命还是制造工艺,导电添加剂都是整体电池性能的决定性因素之一。

导电添加剂在正负极中的作用

常见导电添加剂类型与性能

关键技术

颗粒尺寸(粒度)和表面积——颗粒越小,接触点越大,电子传输路径越短。
DBP吸收值——表示结构分支;值越高,导电网络越好。
金属离子含量——低铁、镍、铜,减少自放电并提升安全性。
表面官能团——改善分散性,但过高可能降低导电性。

市场趋势

  1. 水基分散以减少NMP使用并符合环境要求。
  2. 混合配方(碳纳米管+石墨烯,导电石墨+碳纳米管),以平衡性能与成本。
  3. 低剂量、高性能添加剂以增加活性材料含量。

随着锂离子电池行业朝着更高能量密度、更快充电和更长周期发展的方向发展,导电添加剂的作用将愈发重要。从传统的导电碳黑到碳纳米管、石墨烯和特种石墨等先进材料,每种方案在成本、性能和应用方面都有其独特的平衡点。