石墨烯/炭黑杂化材料：新型、高效锂离子电池二元导电剂

采用CTAB为表面活性剂将氧化石墨烯和炭黑均匀分散,经水热过程将二者组装到一起,进而高温热处理得到石墨烯/炭黑杂化材料。该材料是一种具有独特结构和良好性能的石墨烯/炭黑杂化材料作为锂离子电池二元导电剂。炭黑颗粒均匀分布在石墨烯表面,可防止石墨烯片层团聚并进一步提高电子导电效率。由于炭黑可增加对电解液的吸附,促进电极内部锂离子的传输过程,最终提高锂离子电池的倍率性能。结果表明,使用质量分数5%900℃热处理之后的二元导电剂的LiFePO4,在10C时比容量为73mAh/g,优于使用10%炭黑导电剂时的LiFePO4(10C比容量为62mAh/g)。按照整个电极质量计算,前者的比容量性能比后者提高了近25%,同时在循环性能方面,前者的稳定性也优于后者。

多维度二元导电剂对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)电池性能的影响

将超级导电炭黑Super-P(SP),碳纳米管(CNT)和石墨烯(GN)任取2种等比例添加到LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)中制备扣式电池,探究二元导电剂对电池性能的影响,此外设立单一导电剂SP作为对照组。采用X射线衍射仪分析导电剂的结构,并使用扫描电镜分析导电剂的形貌,此外还测试了电池的电化学性能。添加质量分数为3%GN/SP二元导电剂的电池首次放电比容量最高,为181.1 mAh/g;添加质量分数为3%CNT/GN二元导电剂的电池循环性能最好,0.2 C循环100周容量保持率为76.2%;添加质量分数为3%CNT/SP二元导电剂的电池倍率性能最优,阻抗最低。结果表明,二元导电剂对电池性能的提升能力均优于单一导电剂SP。

石墨烯纳米片导电剂对LiMn_2O_4电化学性能的影响

研究了碳纳米管和石墨烯纳米片二元混合导电剂对锰酸锂电池电化学性能的影响。试验结果表明:添加碳纳米管和石墨烯纳米片二元混合导电剂的极片的极限压实密度,与未添加石墨烯纳米片的极片相比提高了9%左右,且形成了良好的导电网络,其电池内阻较SP降低60%左右,电池放电比容量达到106.9 m Ah/g;在高温60℃存储后,电池的1 C容量恢复率最高为87.58%;在大倍率下,其8 C的放电容量是0.2 C容量的74.51%,在相同倍率下较纯碳纳米管导电剂的保持率好。这可能是由于至柔的石墨烯纳米片与LiMn_2O_4具有良好的接触界面和碳纳米管与石墨烯纳米片具有协同效应。