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石墨烯导电浆料的相关应用介绍

发布时间：

2022-11-25

石墨烯是目前高导电性的材料，具有高的电子迁移率和热导率。石墨烯以其优异的导电性、超大的比表面积和独特的二维网格结构，与其他导电材料混合分散制备导电胶，并在其中形成良好的三维导电网络，可作为锂离子电池的正极材料，有效缩短电池充放电过程中Li和电子的传输路径，对提高锂离子电池的倍率性能、循环寿命和充电速度具有重要意义。

石墨烯导电浆料在锂离子电池中的应用
石墨烯是目前高导电性的材料，具有高的电子迁移率和热导率。石墨烯以其优异的导电性、超大的比表面积和独特的二维网格结构，与其他导电材料混合分散制备导电胶，并在其中形成良好的三维导电网络，可作为锂离子电池的正极材料，有效缩短电池充放电过程中Li和电子的传输路径，对提高锂离子电池的倍率性能、循环寿命和充电速度具有重要意义。
石墨烯浆料是电子元件封装、电极和互连的重要材料。导电剂有其自身的特性和形状。锂离子电池制造商通常根据导电剂的形态、粒度、比表面积和导电性来混合和使用导电剂。电池用石墨烯导电浆料由石墨烯、导电炭黑、粘合剂、分散剂、溶剂、稳定剂和去离子水组成。导电浆料的混合量为:石墨烯和导电炭黑的混合物30-70份、粘合剂5-20份、分散剂5-15份、溶剂5-25份和去离子水5-25份。
石墨烯导电浆料的优缺点
1.导电炭黑
导电炭黑是锂离子电池中广泛使用的导电粘合剂。炭黑是无定形碳，在扫描电镜下呈链状或葡萄状。它质轻松散，粒径小，比表面积大，在胶粘剂中分散性差，易团聚。并且具有很强的吸油性。
2.导电石墨
石墨是晶体，具有六方层状结构，相对较厚，导电性比导电炭黑稍差。然而，由于其优异的可压缩性和分散性，导电石墨通常与导电炭黑结合使用，这不仅提高了导电剂的分散性而且提高了电极和电池的氧化还原能力
3.石墨烯
石墨烯以片状结构与活性材料表面接触，具有优异的导电性。当用作导电剂时，导电剂的量可以减少。但石墨烯的片状结构也阻碍了锂离子的扩散，导致电池倍率性能下降。由于石墨烯成本高、分散困难、阻碍锂离子扩散等缺点，目前一般将其添加到炭黑中。4.搅拌导电胶。
混合石墨烯导电浆料是碳纳米管、石墨烯和导电炭黑的混合物。使用混合导电胶的目的是发挥导电剂之间的协同、互补和激发作用。当然，混合浆料的分散问题变得更加突出。
由于实际应用所需的成本和成熟技术，炭黑仍被广泛用作锂离子电池的导电材料。作为新时代的宠儿，碳纳米管和石墨烯在科学研究和实际应用方面都取得了突出的成就。碳纳米管和石墨烯的综合使用成本阻碍了工业化的广泛使用。