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一电蓄电池-FirstPower深圳一电电池有限公司

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电极材料为何要加入导电剂?

2025-08-21 17:24:49
在电池工作时,电池的活性物质无论充放电都不会溶解在电解液中,为加强活性物质与网栅、集流片的接解导电性,而加放导电剂。
锂电池电极材料,尤其是正极材料(如磷酸铁锂、三元材料等), 本质多 为半导体甚至绝缘体,其本征电子导电性极低。单纯
依赖活性物质自身的导电性,无法满足电池工作时快速、高效的电子迁移速率要求。导电剂的加入,从根本上解决了这一核心
瓶颈问题,其必要性主要体现在以下方面:
1.构建高效电子传输网络,提升电子电导率:
●核心作用: 导电剂的首要功能是在电极内部建立起完善的导电网络。它填充在活性物质颗粒之间以及活性物质颗粒
与集流体(如铝箔、铜箔)之间。
●解决接触电阻:活性物质颗粒间的直接接触是低效的点接触或面接触,接触电阻巨大。导电剂作为“电子桥梁",大
幅减小了这些接触点的电阻,显菩降低了电极整体的欧姆内阻。
●加速电子归位:在电池充放电循环中,活性物质内部发生锂离子的嵌入脱出反应,伴随着电子的得失。导电网络确
保了电子能够快速地从反应点"归位"到集流体(放电时)或从集流体快速传输到反应点(充电时), 满足高倍率充放
电的需求。
2.减轻电极极化,提升倍率性能:
●极化现象:当电池工作时(特别是大电流充放电时) ,如果电子迁移速率跟不上电化学反应速率,电极就会失去原
有的电化学平衡状态,电极电位偏离其平衡电位,这种现象称为极化。
●电剂的作用:高效导电网络的建立,显著提升了电子在电极内部的迁移速率,使得电极反应尽可能接近平衡状态
进行,从而大幅减轻极化现象。减轻极化对于提升电池的倍率性能(大电流充放电能力)、降低 工作电压滞后、减少
能量损失至关重要。
3.优化电极结构,提升综合性能:
。改善加工性能:导电剂(尤其是特定形态如炭黑、CNT)的加入有助于改善浆料的流变性能,提高涂布均匀性和极
片柔韧性。
●促进电解液浸润:部分导电剂(如特定处理的炭黑)能改善极片的孔隙结构,有利于电解液的渗透和浸润,确保锂
离子在电极内部的顺畅传输,提升反应均匀性。
●支撑电极结构:- 些结构型导电剂(如碳纤维VGCF、 碳纳米管CNT)能起到一定的物理支撑作用,增强电极的机械
稳定性,有助于在充放电体积变化中维持导电网络的完整性,从而延长电池循环寿命。
●提高压实密度和容量:某些导电剂(如导电石墨、CNT) 因其颗粒形态或线性结构,可以在减少添加量的同时维持
甚至提升导电性(如VGCF、 CNT的点线接触模式优于炭黑的点点接触), 或在负极中直接贡献少量容量(如导电石
墨) ,有助于提高电极的压实密度和电池的整体能量密度。