導(dǎo)電劑對鋰離子電池正極性能的影響

1、參考配方：原正極漿料LiCoO2 1877.3gSuper P 42.65gKS-6 85.3gPVDF 128gNMP 1500gS/L（固體/液體）=1:0.7S/L（固體/液體）=1:0.7導(dǎo)電劑對鋰離子電池正極性能的影響通過測定導(dǎo)電劑的吸水能力，研究了導(dǎo)電劑的振實密度與吸液能力的關(guān)系，結(jié)果表明:導(dǎo)電劑的振實密度越大, 其吸液能力越小;反之亦然.利用充放電性能曲線、循環(huán)伏安法和電化學(xué)阻抗法研究了GD、SP、KS、SO四 種導(dǎo)電劑單一和兩兩混合使用作為鋰離子電池正極LiCoO2導(dǎo)電劑時的電極性能.結(jié)果表明:SO和GD的混 合物為導(dǎo)電劑時LiCoO2電極的性能最好，首次放電容量為141.4m

2、Ah-g-1.鋰離子蓄電池負極導(dǎo)電劑的研究用掃描電子顯微鏡(SEM)考察了 3種導(dǎo)電劑粉體材料的形貌，通過測定3種導(dǎo)電劑材料的吸水能力，研究了導(dǎo) 電劑的振實密度與吸液能力的關(guān)系.結(jié)果表明，導(dǎo)電劑的振實密度越大，其吸液能力越小;反之則其吸液能力 越大.利用恒流充放電、循環(huán)伏安技術(shù)考察了 3種導(dǎo)電劑的貯鋰性能，實驗表明石墨類導(dǎo)電劑(KS、SO)具有 一定的貯鋰性能,但其首次庫侖轉(zhuǎn)換效率低;而炭黑類導(dǎo)電劑(SP)僅起導(dǎo)電作用.利用六西格瑪(簡稱6a混合 設(shè)計考察了導(dǎo)電劑之間的交互作用，及3種導(dǎo)電劑配比對石墨電極放電比容量的影響，當質(zhì)量比m(包覆石 墨)：m導(dǎo)電劑(KS+SP):m(PVDF)=92:

3、3:5且 m(KS):m(SP)=1.66:1時，電極放電比容量可以穩(wěn)定地達到315 mAh-g-1 以上.Uniqema鋰離子電池分散劑Hypermer KD-1添加后的正極漿料LiCoO2 1877.3gSuper P 42.65gKS-6 85.3gPVDF 128gKD-1 8.53gNMP 1500gSlurry viscosity（漿料粘度）=773.3cpsSlurry viscosity（漿料粘度）=466.7cpsSlurry particle size（漿料粒度）=13pmSlurry particle size（漿料粒度）=12pm電極輥壓前平均厚度m)輥壓后平均厚度m)

4、輥筒速比()內(nèi)阻（mQ）粘接力 （KgW）原正極 100 80 25 0.152 0.782添加 KD-1 后的正極 93 74 25 0.232 0.341內(nèi)阻和粘接力的結(jié)果是由于此配方中Hypermer KD-1的添加量（為導(dǎo)電碳黑SUPER P的20% ）過高所致，相關(guān)資料表明Hypermer KD-1最佳添加量為5-15%，此時對電極的內(nèi)阻和粘接 力的影響很小。KD-1的使用：該產(chǎn)品為一種高聚合的非離子表面活性劑，以上配方僅為試驗所 用，具體使用時請根據(jù)貴司自己的配方來做。配制漿料的階段使用；先溶解在溶劑中，再加入固體。會殘留在漿料中，無需處理。Hypermer KD-1 的作用：1）

5、降低漿料的粘度，保持漿料的穩(wěn)定性和一致性2）減小極片厚度3）改善固體的分散性和使粒子更加的分散4）使用量在導(dǎo)電碳黑的5-15%之間，對電池的性能無不利影響。如欲索取樣品或詳細產(chǎn)品資料，請聯(lián)絡(luò)NCM電池材料負責人：陳書平小姐電話1109傳真B件： HYPERLINK mailto:csp csp或與NCM當?shù)剞k事處聯(lián)系。材料對鋰離子電池熱穩(wěn)定性的影響胡傳躍李新海王志興羅文斌摘要：采用差示掃描量熱法研究鋰離子電池材料包括導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑、電解液、Li0.5CoO2 與LiC6對鋰離子電池熱穩(wěn)定性的影響，并對由這些材料制備的063048型方形

6、鋰離子電池進行 安全性測試.研究結(jié)果表明:鋰離子電池的熱穩(wěn)定性受正極、負極及電解液3種因素的影響， 電池熱反應(yīng)釋放的熱量由大到小順序為:負極、正極、電解液.負極反應(yīng)熱主要來源于LiC6與 粘結(jié)劑及電解液之間的反應(yīng)，且與粘結(jié)劑的性質(zhì)、用量及電解液用量有關(guān);正極反應(yīng)熱主要來 源于Li0.5CoO2的分解反應(yīng)及其分解產(chǎn)生的氧氣與有機溶劑之間的燃燒反應(yīng).聚偏二氟乙烯 粘結(jié)劑比丙烯酸系水基粘結(jié)劑的熱穩(wěn)定性高，導(dǎo)電碳黑導(dǎo)電劑的熱穩(wěn)定性比乙炔碳黑導(dǎo)電劑 的熱穩(wěn)定性高.過充實驗結(jié)果表明，聚偏二氟乙烯粘結(jié)劑及導(dǎo)電碳黑能顯著提高LiCoO2/石墨 型鋰離子電池的熱穩(wěn)定性.關(guān)鍵詞：鋰離子電池;熱穩(wěn)定性;安全性;材料

7、聚合物鋰離子電池電極膜制備技術(shù)聚合物鋰離子電池不僅具有液態(tài)鋰離子電池的所有技術(shù)優(yōu)點，而且具有更高的比能量和 更好的安全性。更適合應(yīng)于用。在電極膜的制備方面，需要對活性材料、骨架基質(zhì)材料、增塑劑、導(dǎo)電劑等正、負極各 組分的配比進行優(yōu)化。采用合適分子量的PVDF-HFP（聚偏氟乙烯-六氟丙烯）為骨架基質(zhì)材料， DBP（鄰笨二甲酸二丁酯）為增塑劑、炭黑為導(dǎo)電劑，能夠較好地滿足聚合物鋰離子電池電極膜 及電解質(zhì)膜的技術(shù)要求。正極活性物質(zhì)為LiCoO2（鉆酸鋰），負極活性物質(zhì)為MCMB（中間相碳微球）。實驗證明， 正極的適宜組成質(zhì)量比例為：活性物質(zhì)70%78%，骨架基質(zhì)材料8%15%，增塑劑7%18%，

8、導(dǎo)電劑5%7%；負極的適宜組成比例為：炭材料70%82%，骨架基質(zhì)材料8%15%；增塑 劑7%18%，由于炭材料本身導(dǎo)電性良好，只需加入3%5%的添加劑即可。電極膜的制備首 先需進行電極漿料的制備，即將正極活性材料LiCoO2或負極材料MCMB與導(dǎo)電炭黑均勻混 合，PVDF-HFP溶于丙酮中形成一定濃度溶液，再將增塑劑DBP加入攪勻，將活性物質(zhì)與溶 劑混合在一起，攪拌并加熱使丙酮揮發(fā)，達到一定粘度的漿料后，用涂膜工具將其涂于承載 板上，干燥后形成電極膜。采用復(fù)合膜的方式制備聚合物電解質(zhì)膜，即以聚丙烯（PP）膜或聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯 （PP/PE/PP）膜為基體，在含DBP增塑劑的聚合物電解質(zhì)

9、溶液中浸涂，在其表面形成一層改性 膜，這樣所制得的復(fù)合膜兼具了強度高，吸液性和保液性好，離子電導(dǎo)率可達10-4 s/cm。目 前所制備的復(fù)合膜已可進行幾十個周期的充放電循環(huán)。電芯成型技術(shù)是聚合物鋰離子電池研究的關(guān)鍵技術(shù)之一，為了實現(xiàn)各單元之間的有效復(fù) 合，采用熱壓復(fù)合技術(shù)。加熱溫度控制在電解質(zhì)膜的熔點附近，正負極的合成溫度控制在 135150 C；由于復(fù)合膜中有聚丙烯微孔膜（PP膜），考慮到隔膜的shutdown特性（指隔膜在 大電流或外部短路時微孔閉塞，切斷電流回路的功能），溫度不高于130 C為宜。如果復(fù)合膜 用碳酸丙烯酯/乙醇溶液處理，正負極與復(fù)合隔膜合成溫度可降100110 C。聚合物

10、鋰離子電池電極膜制備技術(shù)聚合物鋰離子電池不僅具有液態(tài)鋰離子電池的所有技術(shù)優(yōu)點，而且具有更高的比能量和 更好的安全性。更適合應(yīng)于用。在電極膜的制備方面，需要對活性材料、骨架基質(zhì)材料、增塑劑、導(dǎo)電劑等正、負極各 組分的配比進行優(yōu)化。采用合適分子量的PVDF-HFP（聚偏氟乙烯-六氟丙烯）為骨架基質(zhì)材料， DBP（鄰笨二甲酸二丁酯）為增塑劑、炭黑為導(dǎo)電劑，能夠較好地滿足聚合物鋰離子電池電極膜 及電解質(zhì)膜的技術(shù)要求。正極活性物質(zhì)為LiCoO2（鉆酸鋰），負極活性物質(zhì)為MCMB（中間相碳微球）。實驗證明， 正極的適宜組成質(zhì)量比例為：活性物質(zhì)91%95%，骨架基質(zhì)材料4%6%，增塑劑7%18%， 導(dǎo)電劑2

11、%5%；負極的適宜組成比例為：炭材料92%96%，骨架基質(zhì)材料4%6%；增塑劑 7%18%，由于炭材料本身導(dǎo)電性良好，只需加入3%5%的添加劑即可。電極膜的制備首先需進行電極漿料的制備，即將正極活性材料LiCoO2或負極材料MCMB 與導(dǎo)電炭黑均勻混合，PVDF-HFP溶于丙酮中形成一定濃度溶液，再將增塑劑DBP加入攪勻， 將活性物質(zhì)與溶劑混合在一起，攪拌并加熱使丙酮揮發(fā)，達到一定粘度的漿料后，用涂膜工 具將其涂于承載板上，干燥后形成電極膜。采用復(fù)合膜的方式制備聚合物電解質(zhì)膜，即以聚丙烯（PP）膜或聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯 （PP/PE/PP）膜為基體，在含DBP增塑劑的聚合物電解質(zhì)溶液中浸涂，

12、在其表面形成一層改性 膜，這樣所制得的復(fù)合膜兼具了強度高，吸液性和保液性好，離子電導(dǎo)率可達10-4 s/cm。目 前所制備的復(fù)合膜已可進行幾十個周期的充放電循環(huán)。電芯成型技術(shù)是聚合物鋰離子電池研究的關(guān)鍵技術(shù)之一，為了實現(xiàn)各單元之間的有效復(fù) 合，采用熱壓復(fù)合技術(shù)。加熱溫度控制在電解質(zhì)膜的熔點附近，正負極的合成溫度控制在 135150 C；由于復(fù)合膜中有聚丙烯微孔膜（PP膜），考慮到隔膜的shutdown特性（指隔膜在 大電流或外部短路時微孔閉塞，切斷電流回路的功能），溫度不高于130 C為宜。如果復(fù)合膜用碳酸丙烯酯/乙醇溶液處理，正負極與復(fù)合隔膜合成溫度可降100110 C。納米結(jié)構(gòu)材料在鋰離子

13、電池中的應(yīng)用進展一、電極鋰離子電池納米電極存在一些潛在的優(yōu)缺點。優(yōu)點：（i）更好地釋放鋰嵌入和脫嵌過程中的應(yīng)力，提高循環(huán)壽命；（ii）可發(fā)生在塊 體材料中不可能出現(xiàn)的反應(yīng)；（iii）更高的電極/電解液接觸面積提高了充/放電速率；（iv） 短的電子輸運路徑（允許在低電導(dǎo)或高功率下使用）；（v）短的鋰離子傳輸路徑（允許在 低鋰離子傳導(dǎo)介質(zhì)或高功率下使用）。缺點：（i）高比表面積帶來的不可預(yù)期的電極/電解液反應(yīng)增加，導(dǎo)致自放電現(xiàn)象，差 的循環(huán)性能及壽命；（ii）劣等的顆粒包裝技術(shù)使其體積能量密度很低，除非開發(fā)出一種 特殊的壓縮工藝，否則會限制它的應(yīng)用；（iii）電極合成過程可能會更加復(fù)雜。認識了這些

14、優(yōu)缺點，人們已經(jīng)加大在負極材料及最近展開的正極材料的研發(fā)力度。二、負極儲鋰金屬存在的問題儲鋰金屬可部分重復(fù)地、在低電壓（相對于鋰）下進行儲鋰反應(yīng)，它提供了比傳統(tǒng)石墨 大得多的比容量。例如，鋰硅合金，飽和狀態(tài)下的分子式為Li4.4Si，理論上可以達到420 0mAh/g的比容量，而金屬鋰為3600mAh/g，石墨只有372mAh/g。但是，鋰的嵌入再加上 相變會導(dǎo)致體積發(fā)生巨大的變化，產(chǎn)生的應(yīng)力致使金屬電極斷裂破碎，電阻增大，存儲電 荷的能力驟降。盡管在合金化反應(yīng)中結(jié)構(gòu)的變化是很正常的，但人們依然努力去降低這一效應(yīng)以保持電極的完整性。活潑/惰性納米復(fù)合(active/inactive compo

15、site )概念該方法包含了兩種材料的混合，一種與鋰反應(yīng)，另一種作為惰性的局域緩沖。在這種復(fù)合材料中，活潑相納米級金屬團簇被包裹在惰性非晶相基體中，在嵌鋰過程中很好地消除 了產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，從而提高了合金化反應(yīng)的可逆性。將這一概念應(yīng)用到不同的體系中，結(jié) 果顯示這些電極極大地提高了鋰電池的循環(huán)性能。美國哥倫比亞公司的超級導(dǎo)電炭黑R-SC-U各項性能指標均屬世界一流，優(yōu)于美國卡博特公司的BP2 0 0 0；還有普通導(dǎo)電炭黑CD 7 0 6 7也和VXC 72差不多.產(chǎn)品品牌：卡博特BP 2 0 0 0；哥倫比亞R SCU產(chǎn)品規(guī)格：BP2000；VXC72；R SCU；CD 7067產(chǎn)品數(shù)量：足量供應(yīng)

16、包裝說明：6.81/10/KG/包價格說明：來電協(xié)商我司代理日本電氣化學(xué)(DNEKA)的超導(dǎo)電乙炔炭黑，可用作各種電池的導(dǎo)電劑碳黑炭黑的結(jié)構(gòu)性是以炭黑粒子間聚成鏈狀或葡萄狀的程度來表示的。由凝聚體的尺寸、形態(tài)和每一凝聚 體中的粒子數(shù)量構(gòu)成的凝聚體組成的炭黑稱為高結(jié)構(gòu)炭黑。目前常用吸油值表示結(jié)構(gòu)性，吸油值越大， 炭黑結(jié)構(gòu)性越高，容易形成空間網(wǎng)絡(luò)通道，而且不易破壞。高結(jié)構(gòu)炭黑顆粒細，網(wǎng)狀鏈堆積緊密，比表 面積大，單位質(zhì)量顆粒多，有利于在聚合物中形成鏈式導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，其中在眾多炭黑品種中以乙炔炭黑為 最佳。粒徑分布寬的炭黑粒子比分布窄的炭黑粒子更能賦予聚合物導(dǎo)電性，并用統(tǒng)計方法解釋這個現(xiàn)象。 粒徑分布寬的炭黑，少數(shù)大直徑粒子需要數(shù)目巨大，直徑更小的粒子給予補償，相同平均粒徑分布寬的 炭黑比分布窄的炭黑有更多的粒子總數(shù)。大部分都是探討導(dǎo)電粒子接觸的幾何學(xué)研究。該理論認為，炭黑填充量越大，處于分散狀態(tài)的炭黑粒 子或炭黑粒子集合體的密度也越大，粒子間的平均距離越小，相互接觸的幾率越高，炭黑粒