¿Qué tipo de agente conductor de batería de litio tiene?

Primero, el propósito de agregar el agente conductor a la batería de litio

Litio la batería en el ciclo de carga y descarga, es corriente a través de la placa del ánodo, se producirá una reacción neta, muestra que el electrodo perdió el estado de equilibrio original y el potencial del electrodo se desviará del potencial de equilibrio, el resultado a menudo se dice que la polarización. La polarización de la batería de litio se puede dividir en polarización de ohmios, polarización electroquímica y polarización de concentración. El voltaje de polarización es la reacción electroquímica interna de las baterías de iones de litio de los parámetros importantes, si el voltaje de polarización irrazonable a largo plazo conduce a una precipitación negativa del metal de litio se acelera, los casos graves pueden perforar el diafragma y provocar un cortocircuito. Según los datos experimentales, las primeras baterías de iones de litio se basan en la calidad de vida, la conductividad eléctrica es insuficiente para cumplir con los requisitos de la tasa de transferencia de electrones, con el fin de hacer que la posición de movimiento rápido de la lata electrónica, el agente conductor para unirse.

El papel principal es mejorar la conductividad electrónica del agente conductor. El material conductor entre los materiales activos y los materiales activos tiene el efecto de recolectar microcorriente eléctrica para reducir la resistencia de contacto del electrodo, mejorar la velocidad de migración de los electrones en la batería de litio y reducir la polarización de la batería. Además, el agente conductor también puede mejorar la trabajabilidad de la pieza polar, promover la infiltración de electrolitos de la pieza polar, a fin de mejorar la vida útil de las baterías de iones de litio.

En segundo lugar, el agente conductor de baterías de litio de uso común

El agente conductor de baterías de litio de uso común se puede dividir en el agente conductor tradicional (como negro de carbón, grafito conductor, fibra de carbono, etc.) y el nuevo tipo de agente conductor (como nanotubos de carbono, grafeno y su pasta conductora de mezcla, etc.) .). Número de formulaciones conductoras en el mercado son SPUERLi, S - O, KS - 6, KS - 15, SFG, SFG a 15, 350 g, acetileno negro (AB), jean (KB), el crecimiento del gas fase de fibra de carbono (VGCF), nanotubos de carbono (CNT) y así sucesivamente.

(1) Negro carbón

Cadenas de carbón negro o forma de uva bajo el microscopio electrónico de barrido (sem), una sola partícula de negro de carbón tiene un área de superficie específica muy grande (700 m2 / g) .Alta área de superficie específica, las partículas de negro de carbón a granel tienen un contacto cercano a estrecho entre las partículas composición de la red conductora en el electrodo. Más grande que la dispersión de la superficie es un problema de tecnología difícil, tiene una fuerte absorción de aceite, esto necesita mejorar el material vivo, el proceso de mezcla del agente conductor para mejorar su dispersión y controlar la cantidad de negro de humo en un cierto rango (generalmente 1, menos de 5 %), el negro de carbón y su estado de material vivo mezclado se muestra en la figura 1.

(2) Grafito conductor

El grafito conductor también tiene buena conductividad eléctrica, sus partículas están cerca del tamaño de partícula de material vivo, partícula y partícula en forma de contacto puntual entre, puede formar una cierta escala de estructura de red conductora, mejorar la tasa de conducción al mismo tiempo para más cuando se puede mejorar la capacidad del ánodo del cátodo.

(3) Fibra de carbono (VGCF)

Fibra de carbono conductora con estructura lineal, fácil de formar una buena red conductora en el electrodo, muestra la buena conductividad eléctrica y, por lo tanto, reduce la polarización del electrodo, reduce la resistencia interna de la batería y mejora el rendimiento de la batería.En fibra de carbono dentro de la batería como agente conductor, Forma de contacto de material vivo y agente conductor para punto, línea, en comparación con el negro de carbón conductor y la forma de contacto pequeña de grafito conductor, y no solo es beneficioso para mejorar la conductividad del electrodo, puede reducir el agente conductor, aumentar la capacidad de la batería. El estado disperso de VGCF y negro de humo conductor en la comparación de material vivo se muestra en la figura 2:

(4) El nanotubo de carbono (CNT)

CNT se puede dividir en CNT de pared simple y CNT de paredes múltiples, una estructura unidimensional de nanotubos de carbono y fibras similares para mostrar una forma cilíndrica larga y un interior hueco. El uso de nanotubos de carbono como agente conductor puede cubrir mejor una red conductora perfecta con el material vivo en forma de contacto de línea puntual, para aumentar la capacidad de la batería (mejorar la densidad de compactación de la hoja), el rendimiento, la vida útil del ciclo de la batería y reducir la impedancia de la batería. un gran efecto. En la actualidad, los productos de piezas eléctricas de litio catico que utilizan CNT como agente conductor, la reacción tiene un buen efecto. Los nanotubos de carbono se pueden dividir en tipo tejón y tipo de matriz, dos tipos de condiciones de crecimiento, cualquiera que sea la forma de su aplicación en la batería de litio tiene un problema que, en la actualidad, puede por cizallamiento de alta velocidad, agregando dispersante, lodo disperso, molienda superfina perlas para resolver el proceso de dispersión electrostática.

(5) Grafeno

El grafeno como un nuevo tipo de agente conductor, debido a su estructura laminar única (2 d) estructura, para el punto de contacto con las sustancias activas: contacto superficial en lugar de la forma de contacto pequeña convencional, por lo que puede maximizar el papel de agente conductor, reduciendo la cantidad de agente conductor, y puede usar más sustancias activas, mejora la capacidad de la batería de litio. Pero debido a su alto costo, dificultades de dispersión y desventajas como obstáculos para el transporte de iones de litio, aún no se ha industrializado completamente la aplicación.

(6) Pasta conductora ternaria binaria

En la última investigación, el progreso de la batería de litio que usa un agente conductor se encuentra entre CNT, grafeno, pulpa mixta conductora de negro de carbón de dos o tres. La pasta conductora de agente conductor compuesto hace que sea la demanda de la aplicación industrial, también es el resultado de la sinergia entre los agentes conductores, la función de excitación. El negro de carbón, el grafeno y el CNT, cuando se usan solos tienen sus tres grandes dificultades, si desea vivir con la mezcla del material, es posible que deba hacerlo en una mezcla de pasta de electrodos antes de que se extienda y luego se ponga en uso. Lechada de tres yuanes utilizada en el estado de mezcla del material del ánodo como se muestra en la figura 3:

En tercer lugar, el futuro del agente conductor.

La morfología, los diferentes tipos de agentes conductores y su microestructura son los factores importantes que influyen en la conductividad eléctrica. Desde la partícula de negro de carbón hasta la fibra de carbono, la estructura unidimensional de CNT ahora estructura laminar bidimensional de grafeno, es un proceso de mejora continua. En la práctica, el negro de humo se ha utilizado mucho como agente conductor, el proceso también es muy maduro. CNT como agente conductor aplicado a la prueba de batería de energía y la aplicación han sido más fabricantes, ha obtenido el buen efecto. Pero el grafeno debido a su costo, el problema del proceso no se ha aplicado de manera generalizada en la industria de los agentes conductores. Cada agente conductor tiene sus ventajas y se complementan, la mezcla de pasta conductora será un agente conductor en la dirección principal de desarrollo en el futuro.

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