Какие виды проводящего агента литиевой батареи есть?

Во-первых, цель добавления проводящего агента в литиевую батарею.

Литиевая батарея в цикле зарядки и разрядки, ток через анодную пластину, будет чистая реакция, показывает, что электрод потерял исходное состояние равновесия, и потенциал электрода будет отклоняться от равновесного потенциала, результат часто говорят, что поляризация. Поляризацию литиевой батареи можно разделить на поляризацию ома, электрохимическую поляризацию и поляризацию концентрации. Напряжение поляризации - это реакция литий-ионных аккумуляторов, внутренняя электрохимическая реакция важных параметров, если длительное необоснованное напряжение поляризации, приводит к отрицательному осаждению металлического лития, ускоряется, тяжелые случаи могут пробить диафрагму, что приведет к короткому замыканию. Согласно экспериментальным данным, первые литий-ионные батареи полагаются на качество жизни, электрическая проводимость недостаточна для удовлетворения требований скорости переноса электронов, чтобы заставить электронное устройство быстро перемещаться, проводящий агент присоединиться.

Основная роль заключается в улучшении электронной проводимости проводящего агента. Проводящий материал между активными материалами и активными материалами имеет эффект сбора микроэлектрического тока для уменьшения контактного сопротивления электрода, улучшения скорости миграции электронов в литиевой батарее, уменьшения поляризации батареи. Кроме того, проводящий агент может также улучшить работоспособность полюсного наконечника, способствовать проникновению электролита в полюсный наконечник, чтобы продлить срок службы литий-ионных батарей.

Во-вторых, обычно используемый проводящий агент литиевых батарей

Обычно используемый проводящий агент литиевых батарей можно разделить на традиционный проводящий агент (например, углеродная сажа, проводящий графит, углеродное волокно и т. Д.) И новый тип проводящего агента (например, углеродные нанотрубки, графен и его смешивающая проводящая паста и т. Д.) . Количество токопроводящих составов на рынке: SPUERLi, S - O, KS - 6, KS - 15, SFG, SFG до 15, 350 г, ацетиленовый черный (AB), джинсовый (KB), рост газовый. фазовое углеродное волокно (VGCF), углеродные нанотрубки (CNT) и так далее.

(1) Технический углерод

Черные углеродные цепочки или виноградная форма под сканирующей электронной микроскопией (sem), отдельные частицы сажи имеют очень большую удельную поверхность (700 м2 / г). Высокая удельная поверхность, объемные частицы сажи находятся в тесном контакте между частицами, состав токопроводящей сети в электроде. Более крупная дисперсия, чем поверхностная дисперсия, является сложной технологической проблемой, имеет сильное маслоемкость, это требует улучшения живого материала, процесса смешивания проводящего агента для улучшения его дисперсии и контроля количества сажи в определенном диапазоне (обычно 1. Менее 5 %), технический углерод и его смешанное состояние с живым материалом показано на рисунке 1.

(2) Проводящий графит

Проводящий графит также обладает хорошей электропроводностью, его частицы близки к размеру частиц живого материала, частицы и частицы в форме точечного контакта между ними могут образовывать определенный масштаб структуры проводящей сети, одновременно улучшая скорость проводимости для большего, когда емкость катода-анода может быть улучшена.

(3) Углеродное волокно (VGCF)

Проводящее углеродное волокно с линейной структурой, легко формирующее хорошую проводящую сеть в электроде, демонстрирует хорошую электропроводность и, таким образом, снижает поляризацию электрода, снижает внутреннее сопротивление аккумулятора и улучшает характеристики аккумулятора. Углеродное волокно внутри аккумулятора в качестве проводящего агента, контактная форма живого материала и проводящего агента для точки, линии, по сравнению с проводящей углеродной сажей и проводящим графитом, небольшая форма контакта, и это не только полезно для улучшения проводимости электрода, может уменьшить проводящий агент, увеличить емкость батареи. Диспергированное состояние VGCF и проводящей сажи в сравнении с живым материалом показано на рисунке 2:

(4) Углеродные нанотрубки (УНТ)

УНТ можно разделить на однослойные и многослойные УНТ, одномерную структуру углеродных нанотрубок и волокон, похожих на длинные цилиндрические по форме и полые внутри. Использование углеродных нанотрубок в качестве проводящего агента может лучше покрыть идеальную проводящую сеть живым материалом в виде точечного линейного контакта, чтобы увеличить емкость батареи (улучшить плотность уплотнения листа), производительность, срок службы батареи и уменьшить сопротивление интерфейса батареи. отличный эффект. В настоящее время, когда в изделиях электрических деталей из катика лития используются УНТ в качестве проводящего агента, реакция имеет хороший эффект. Углеродные нанотрубки можно разделить на тип барсука и тип массива, два типа условий роста, независимо от формы их применения в литиевой батарее, есть проблема, которая в настоящее время может быть связана с высокоскоростным сдвигом, добавлением диспергатора, диспергированной суспензии, сверхтонкого измельчения. шарики для решения электростатического процесса диспергирования.

(5) Графен

Графен как новый тип проводящего агента, из-за его уникальной ламеллярной структуры (2d), для точки контакта с активными веществами - поверхностный контакт вместо обычной небольшой контактной формы, и поэтому может максимизировать роль проводящего агента, уменьшение количества проводящего агента и может использовать больше активных веществ, повысить емкость литиевой батареи. Но из-за его высокой стоимости, трудностей с диспергированием и недостатков, таких как препятствия для транспорта ионов лития, еще не получено полностью промышленное применение.

(6) Бинарная, тройная проводящая паста

В последних исследованиях литиевая батарея с использованием проводящего агента находится между УНТ, графеном, проводящей углеродной сажей, смешанной целлюлозой из двух или трех. Проводящая паста из композитного проводящего агента делает его требованием промышленного применения, а также является результатом синергии между проводящими агентами, функцией возбуждения. Углеродная сажа, графен и УНТ, когда они используются по отдельности, имеют три большие трудности: если вы хотите жить со смешиванием материалов, возможно, потребуется смешать электродную пасту, прежде чем она распределится и затем будет использована. Суспензия в три юаня, используемая в состоянии смешивания анодного материала, как показано на рисунке 3:

В-третьих, будущее проводящего агента

Морфология, различные виды проводящего агента и его микроструктура являются важными факторами, влияющими на электрическую проводимость. От частицы сажи до углеродного волокна, одномерная структура УНТ теперь двумерная пластинчатая структура графена, это процесс постоянного улучшения. На практике очень широко используется технический углерод в качестве проводящего агента, процесс также очень зрелый. CNT в качестве проводящего агента, применяемого для тестирования и применения аккумуляторных батарей, были больше производителей, получил хороший эффект. Но графен из-за его стоимости не получил широкого распространения в промышленности проводящих агентов. Каждый проводящий агент имеет свои преимущества и дополняет друг друга, смесь проводящей пасты будет проводящим агентом в основном направлении развития в будущем.

Страница содержит содержимое машинного перевода.