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石墨烯导电浆料在锂电池中的应用

发布时间：

2022-11-07

石墨烯导电浆料在锂离子电池中的应用，石墨烯导电浆料的优缺点，当今社会日益增长的能源需求和环境压力，对电池提出了新的更高的要求对电池技术的发展，既是机遇也是挑战石墨烯是目前人类已知导电性能较好的二维尺度纳米碳材料，同时石墨烯兼具良好的机械性能、较优的传热性能、独特的形貌和结构特征，在储能电池技术领域的应用越来越普遍，那么，下面一起了解下石墨烯导电浆料在锂电池中的应用吧!

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石墨烯导电浆料在锂离子电池中的应用
石墨烯是目前导电性高的材料，同时具有高的电子迁移率、热导率。利用石墨烯优良的导电性、超大的比表面积、独特的二维网格结构，将其与其他导电材料混合、分散制备导电胶，在其中形成良好的三维导电网，用于锂离子电池的正极材料，有效缩短了电池充放电过程中Li及电子的传输途径，使两者这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。
石墨烯导电浆料是电子元器件封装、电极和互连的重要材料。导电剂有各自的特点，形态也有千秋。锂离子电池制造商经常根据导电剂的形态、粒子的大小、比表面积、导电性能混合使用导电剂。石墨烯电池导电浆料由石墨烯、导电炭黑、粘合剂、分散剂、溶剂、稳定剂、去离子水组成; 导电性浆料配合量为：石墨烯和导电性炭黑的混合物30~70份、粘合剂5-20份、分散剂5-15份、溶剂5~25份、去离子水5~25份。
石墨烯导电浆料的优缺点
1、导电炭黑
导电炭黑是目前锂离子电池中应用广泛的导电胶，炭黑为非晶态碳，在扫描电镜下呈链状或葡萄状，质轻疏松，粒径小，比表面积比较大，在胶中分散性差，容易团聚; 且具有较强吸油性。
2、导电石墨
石墨是结晶，晶格为六角形的层状结构，比较粗，导电性比导电性炭黑稍差，但由于压缩性和分散性优异，导电性石墨一般与导电性炭黑配合使用。
3、石墨烯
石墨烯以片状结构与活性物质面接触，具有优异的导电性能，用作导电剂时可以减少导电剂的用量。但是，石墨烯的片结构也阻碍锂离子的扩散，导致电池倍率性能降低。由于其存在成本高、分散困难、阻碍锂离子扩散等弊端，目前一般将石墨烯添加到炭黑中并用。
4、搅拌导电胶
混合石墨烯导电浆料是由碳纳米管、石墨烯、导电炭黑之间混合而成。使用混合导电胶的目的是为了发挥导电剂之间的协同、互补、激发用途。当然，混合浆液的分散问题变得更加突出。
由于实用化需要成本和技术非常成熟，炭黑仍然是目前锂离子电池中应用广泛的导电材料，碳纳米管和石墨烯作为新时代的宠儿在科研和实用化方面取得了优异的成绩。