Im aktuellen kommerziellen Lithium-Ionen-Batteriesystem ist der begrenzende Faktor hauptsächlich die elektrische Leitfähigkeit. Insbesondere begrenzt die unzureichende Leitfähigkeit des positiven Elektrodenmaterials die Aktivität der elektrochemischen Reaktion direkt. Es ist notwendig, einen geeigneten leitenden Agenten hinzuzufügen, um die Leitfähigkeit des Materials zu verbessern und das leitende Netzwerk zu erstellen, um einen schnellen Kanal für den Elektronentransport bereitzustellen, und stellt sicher, dass das aktive Material vollständig genutzt wird. Daher ist das leitfähige Mittel auch ein unverzichtbares Material in der Lithium -Ionen -Batterie im Verhältnis zum aktiven Material.

Die Leistung eines leitenden Agenten hängt weitgehend von der Struktur der Materialien und der Manieren ab, in denen es mit dem aktiven Material in Kontakt steht. Häufig verwendete Lithium -Ionen -Batterie -leitende Wirkstoffe haben die folgenden Eigenschaften:

, Die feinen Partikel, die dicht gepackte Netzwerkkette, die große spezifische Oberfläche und die Einheitsmasse, die für eine Kettenleitungsstruktur in der Elektrode vorteilhaft sind. Carbon Black ist als Vertreter traditioneller leitfähiger Agenten der derzeit am häufigsten verwendete Leitmittel. Der Nachteil ist, dass der Preis hoch ist und es schwierig ist, sich zu zerstreuen.

(2)Graphit: Leitfähiger Graphit ist durch eine Partikelgröße gekennzeichnet, die nahe an den positiven und negativen aktiven Materialien, einer moderaten spezifischen Oberfläche und einer guten elektrischen Leitfähigkeit gekennzeichnet ist. Es fungiert als Knoten des leitenden Netzwerks in der Batterie und kann in der negativen Elektrode nicht nur die Leitfähigkeit, sondern auch die Kapazität verbessern.

(3) P-LI: Super P-LI ist durch kleine Partikelgröße gekennzeichnet, ähnlich wie leitfähiges, karbonschwarzer, aber mittelschwerer spezifischer Oberfläche, insbesondere in Form von Zweigen in der Batterie, was für die Bildung eines leitenden Netzwerks sehr vorteilhaft ist. Der Nachteil ist, dass es schwierig ist, sich zu zerstreuen.

(4)Kohlenstoffnanoröhren (CNTs): CNTs sind leitfähige Agenten, die in den letzten Jahren entstanden sind. Sie haben im Allgemeinen einen Durchmesser von etwa 5 nm und eine Länge von 10-20um. Sie können nicht nur in leitenden Netzwerken als „Drähte“ fungieren, sondern haben auch einen doppelten Elektrodenschicht-Effekt, um die hochrate Merkmale von Superkondensatoren zu spielen. Die gute thermische Leitfähigkeit ist auch bei der Wärmeableitung während der Batterieladung und der Entladung förderlich, reduziert die Batteriepolarisation, verbessert die Leistung der Batterie mit hoher und niedriger Temperatur und verlängert die Batterielebensdauer.

Als leitfähiges Mittel können CNTs in Kombination mit verschiedenen positiven Elektrodenmaterialien verwendet werden, um die Kapazität, Rate und Zyklusleistung von Material/Batterie zu verbessern. Zu den positiven Elektrodenmaterialien, die verwendet werden können, gehören: LICOO2, LIMN2O4, LifePO4, Polymerpositivelektrode, Li3v2 (PO4) 3, Manganoxid und dergleichen.

Im Vergleich zu anderen gemeinsamen Leitwirkstoffen haben Kohlenstoffnanoröhren viele Vorteile als positive und negative Leitwirkstoffe für Lithiumionenbatterien. Kohlenstoffnanoröhren haben eine hohe elektrische Leitfähigkeit. Darüber hinaus weisen CNTs ein großes Aspektverhältnis auf, und eine niedrigere Additionsmenge kann eine ähnliche Perkolationsschwelle ähnlich wie andere Additive erreichen (die Entfernung der Elektronen in der Verbindung oder der lokalen Migration aufrechterhalten). Da Kohlenstoffnanoröhren ein hocheffizientes Elektronentransportnetz bilden können, kann ein Leitfähigkeitswert, der dem eines kugelförmigen Partikelzusatzes ähnelt, mit nur 0,2 Gew .-% der SWCNTs erreicht werden.

(5)Graphenist eine neue Art von zweidimensionalem flexibles planarem Kohlenstoffmaterial mit ausgezeichneter elektrischer und thermischer Leitfähigkeit. Die Struktur ermöglicht es der Graphenblattschicht, sich an den aktiven Materialpartikeln zu halten und eine große Anzahl von leitenden Kontaktstellen für die positiven und negativen Elektroden-aktiven Materialpartikel bereitzustellen, sodass die Elektronen in einem zweidimensionalen Raum durchgeführt werden können, um ein leitendes Netzwerk mit großem Bereich zu bilden. Somit wird es derzeit als idealer leitender Agent angesehen.

Das Carbonschwarz und das aktive Material sind im Punktkontakt und können in die Partikel des aktiven Materials eindringen, um das Nutzungsverhältnis der aktiven Materialien vollständig zu erhöhen. Die Kohlenstoffnanoröhren stehen in der Punktlinie und können zwischen den aktiven Materialien zwischen den aktiven Materialien eingegrenzt werden, um eine Netzwerkstruktur zu bilden, die nicht nur die Leitfähigkeit erhöht. Gleichzeitig kann sie auch als partielles Bindungsmittel wirken, und der Kontaktmodus von Graphen ist Point-to-Face-Kontakt, das die Oberfläche des aktiven Materialiens mit einem großen Area-Leitfadenbetrag verbinden kann, um das aktive Material zu bedecken. Auch wenn die Menge an zugesetztem Graphen kontinuierlich erhöht wird, ist es schwierig, das aktive Material vollständig zu verwenden und die Li -Ionen zu diffusen und die Elektrodenleistung zu verschlechtern. Daher haben diese drei Materialien einen guten ergänzenden Trend. Das Mischen von Carbonschwarz- oder Kohlenstoffnanoröhren mit Graphen zum Bau eines vollständigeren leitenden Netzwerks kann die Gesamtleistung der Elektrode weiter verbessern.

Darüber hinaus variiert die Leistung von Graphen aus der Sicht des Graphens von verschiedenen Vorbereitungsmethoden, im Grad der Reduktion, der Größe des Blattes und des Verhältnisses von CO2 -Schwarz, der Dispergierbarkeit und der Dicke der Elektrode beeinflusst die Natur von Leitwirkstoffen stark. Da die Funktion des leitenden Agenten darin besteht, ein leitendes Netzwerk für den Elektronentransport zu errichten, ist es schwierig, ein effektives leitendes Netzwerk zu erstellen, wenn der leitende Agent selbst nicht gut verteilt ist. Im Vergleich zum traditionellen leitfähigen Mittel mit Carbonschwarz hat Graphen eine extrem hohe spezifische Oberfläche, und der π-π-Konjugat-Effekt erleichtert es einfacher, in praktischen Anwendungen zu agglomerieren. Wie Sie Graphen zu einem guten Dispersionssystem bilden und seine hervorragende Leistung voll auszunutzen, ist ein zentrales Problem, das in der weit verbreiteten Anwendung von Graphen gelöst werden muss.