新能源电池领域导电剂技术的研究与产业化

二次电池已经被广泛开发并应用于各种领域,如大规模储能、便携式电子设备和电动汽车。作为锂离子电池的重要组成部分,主要通过构建导电网络来增加和保持电极的电子导电性,从而有效改善电池的电化学性能。导电剂虽然在锂离子电池成本的占比较小(2%左右),但相比于数十万亿级别的锂离子电池产业,导电剂也随之成为了千亿级别的产业。目前,主流导电剂为炭黑类、导电石墨类、气相生长碳纤维(VGCF)、碳纳米管和石墨烯。其中,炭黑类、导电石墨类和VGCF作为传统导电剂,其在活性物质间可形成点、线接触式导电网络;碳纳米管和石墨烯属于新型导电剂材料,其可分别形成线、面接触式导电网络。相对于单一导电剂,复合导电剂可使不同导电剂之间产生协同效应,从而表现出更优异的性能,因此新型导电剂与传统导电剂是高度统一的关系,在成本及性能的综合考量下,未来导电剂体系将逐步从单一化走向多元复合化。此外,我国导电剂长期依赖进口,近年来一些优秀企业在制备方法和分散技术方面逐步打破工艺壁垒,加速国产化进程。本工作将讨论碳纳米材料作为导电剂用于电池领域并改善电池电化学性能的相关工作,并进一步讨论导电剂的产业化现状前景。要点:(1)总结了导电剂对锂离子电池性能的影响。(2)介绍了导电剂的分散技术。(3)归纳了导电剂的制备方法。(4)讨论了导电剂的产业化现状和前景。