导电炭黑在锂电池中的应用

导电炭黑
2020-07-18

导电炭黑一直以来都是锂离子电池正极片的重要添加剂,它的作用是提高正极电活性材料涂层与集电体之间的电子传输,降低电机的界面接触电阻,起到去极化的作用。如果采用溶剂型粘结剂制备锂离子电池极片,亲油性的导电炭黑在正极材料涂层中比较容易做到均匀分散,目前来说,锂离子电池制造过程中使用的溶剂型粘结剂主要为PVdF-甲基吡咯烷酮体系,这个体系在欧洲各国一直以来被定为三类有毒化学品,允许排入大气质量的浓度仅为100mg/m,它不仅会对环境造成严重污染,而且对操作人员的身体健康具有一定的损害。

我们认为,使用水性粘结剂制备锂离子电池极片,不但能解决环境污染,保护操作人员的身体健康,还是一种很好的节能减排的电池生产技术,导电炭黑属于亲油的碳素材料,采用水性粘结剂制备电池极片,导电炭黑在浆料中分散性较差,容易形成聚团颗粒,为解决导电炭黑在水性浆料中的分散性,我们做了一些实验,采用双氧水对导电炭黑进行氧化处理,这样来提高导电碳炭黑的亲水性,同时还能进一步分析导电炭黑对锂离子电池性能的循环特性的影响。较 终,我们发现,在水性粘合剂为电机材料粘结剂体系中,经过双氧水处理的导电炭黑显著地降低了电池循环过程中内阻变化率,提高电池的循环寿命,在1C充/2C的电池循环寿命测定条件下,电池循环寿命提高了47.1%,表面改性导电炭黑提高循环寿命的作用是得力于改善了导电剂与正极材料间的结合状态。

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