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电池实验室设备
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用于锂离子电池的导电炭黑
May 10 , 2022

炭黑在扫描电镜下呈链状或葡萄状,单个炭黑颗粒具有非常大的比表面积。比石墨有更好的离子和电子导电能力,炭黑颗粒的高比表面积,堆积紧密有利于颗粒之间紧密接触在一起,组成了电极中的导电网络,在电池中它可以起到吸液保液的作用,有利于电解质的吸附而提高离子电导率。另外, 炭一次颗粒团聚形成支链结构, 能够与活性材料形成链式导电结构, 有助于提高材料的电子导电率。比表面较大带来的工艺问题是分散困难、具有较强的吸油性,这就需要通过改善活物质、导电剂的混料工艺来提高其分散性,并将炭黑量控制在一定范围内(通常是1.5%以下)。
目前导电炭黑还是以常规导电剂SP为主。
SP是一款炉法(MMM法)制备的导电炭黑,是由直径为40nm左右的原生粒子(一次结构)团聚成150-200nm的原生聚集体(二次结构),再通过软团聚和人工压缩等后续加工而成,整体呈葡萄球链状。

Super-P在锂离子电池中的作用更多的是以150~200nm的原生聚集体分散到活性物质周围形成多支链状导电网络,从而减小电池的物理内阻,提高电子传导性。Super-P的OAN值(吸油值,Super-P的OAN值为6.4ml/g)所发挥的作用,也就是吸收电解液和保持电解液的能力,即提高离子的传导性。注意Super-P不具有储锂的功能,并且可用于正、负极。另外Super-P除了在锂电池中应用,同样可以应用到镍氢电池中。

Super-p

与其他用于电池的导电炭黑相比较,科琴黑具有独特的支链状形态。这种形态的优点在于,导电体导电接触点多,支链形成较多导电通路,因而只需很少的添加量即可达到极高的导电率,其他碳黑多为圆球状或片状,故需要很高的添加量才能达到所需的电性。科琴黑也是一种专用于锂电池的高能效、高纯度的导电碳黑。因科琴黑的超高的导电性,其使用量比其它导电碳黑少很多,因而可以填充更多的活性物质,大大提高了电池的电流密度和电池容量,因而可延长电池的使用时间,科琴黑以其独特的形态,超高的导电率而在业内享有盛誉。
科琴黑的另一个特有的优点就是电池在充放电过程中电阻不会因为体积的变化而增加。这是因为科琴黑的支链状形态,与活性物质之间有充分接触,不会因为间隙的变化而失去接触。

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