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锂电池正,负极导电剂--VGCF



碳纳米纤维VGCF-H 作为锂离子电池的重要组成部分的导电剂, 虽然其在电池中所占的份量较少,但很大程度地影响着锂离子电池的性能,对改善电池循环性能、容量发挥、倍率性能等有着很重要的作用。


和锂离子电池电极材料一样,导电剂也在不断的进化。从最早的炭黑材料,其特点是点状导电剂,也可以称作零维导电剂,主要通过颗粒之间的点接触提高导电性;到后来,逐渐发展出了导电碳纤维和碳纳米管这一类具有一维结构的导电剂,由于其纤维状结构,增大了与电极材料颗粒的接触,大大提高了电极的导电性,降低了极片电阻;最近火热的石墨烯材料,如今也逐渐成为锂离子电池的新型导电材料,由于石墨烯具有二维的片层状结构,极大的增加了电极颗粒之间的接触,提高了导电性,并降低了导电剂的用量,提高了锂离子电池的能量密度。



导电剂的作用:

导电剂的首要作用是提高电子电导率。为了保证电极具有良好的充放电性能,在极片制作时通常加入一定量的导电剂,在活性物质之间、活性物质与集流体之间起到收集微电流的作用,以减小电极的接触电阻,加速电子的移动速率。此外,导电剂也可以提高极片加工性,促进电解液对极片的浸润,同时也能有效地提高锂离子在电极材料中的迁移速率,降低极化,从而提高电极的充放电效率和锂电池的使用寿命。


导电剂分类:

导电剂主要有颗粒状导电剂如乙炔黑、炭黑等,导电石墨多为人造石墨,纤维状导电剂如金属纤维、气相法生长碳纤维、碳纳米管等,还有新型石墨烯及其混合导电浆料等作为导电剂使用。这些导电剂拥有各自的优劣势,今天我们着重来介绍一下: VGCF。什么是VGCF呢?气相生长炭纤维,英文:Vapor-grown carbon fiber 简称 VGCF,简单来说就是一种能导电的碳纤维。


导电碳纤维具有线性结构,在电极中容易形成良好的导电网络,表现出较好的导电性,因而减轻电极极化,降低电池内阻及改善电池性能。在碳纤维作为导电剂的电池内部,活物质与导电剂接触形式为点线接触,相比于导电炭黑与导电石墨的点点接触形式,不仅有利于提高电极导电性,更能降低导电剂用量,提高电池容量。


VGCF杂质极少,在正极添加剂方面也能够放心使用。如将VGCF添加在电极(正极、负极)上,VGCF有很大的长径比,即使正、负极活性材料膨胀收缩后,其活性材料颗粒之间的间隙,可以有VGCF架桥连接,电子与离子传输不会间断,可大幅度提高电极的导电性。由于纳米碳纤维VGCF 微结构是中空,可以让正负电极吸纳更多的电解液,使得锂离子可以顺利快速嵌入,有利于高倍率充放电。VGCF是高强度纤维状长径比大的材料,可以增加电极板的可绕性,正负极活性材料颗粒之间粘结力更强,不会因为绕曲而龟裂掉粉,可提高电极的强度。高导电导热特性,正极活性材料其导电性不好,添加纳米碳纤维以提高正极活性导电性,也提高正负极导热系数,利于散热。上述效果能大幅度提高锂离子电池的特性(循环特性、输出特性等)。VGCF是最适合于需要长寿命、高输出的汽车用锂离子电池等的添加材料。


VGCF是昭和电工初次批量生产成功的超细微碳纤维,本质具有高导热、导电与高抗张强度与模量,利用其特性添加于其它材料系统中,使材料本质产生改变或增强材料的物性。VGCF目前主要用于锂电材料导电剂以及复合材料添加剂。




产品优势&VGCF应用领域:

有极其高的纯度、结晶的碳纳米管。

有高导电、热传导等性能,使用在锂电池、树脂复合材料、橡胶复合材料、陶瓷等广泛领域。

                       

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