リチウムイオン電池用の導電性ペーストの長所と短所は何ですか？

リチウムイオン電池の導電性ペーストは、主にカーボンベースの導電性ペーストであり、導電性カーボンブラック、導電性グラファイト、カーボンナノチューブ、グラフェン、およびそれらの混合スラリーが含まれる。一般に、カーボンブラックおよびグラファイトは従来の導電性ペーストと呼ばれ、カーボンナノチューブ、グラフェンおよびそれらの混合ペーストは新規導電性ペーストと呼ばれる。

導電性カーボンブラック

導電性カーボンブラックは、現在、リチウムイオン電池に最も広く使用されている導電性ペーストです。カーボンブラックはアモルファスカーボンです。走査型電子顕微鏡では鎖状またはブドウ状です。軽くてルーズで、粒子サイズが小さく（D50 = 40Na）、比表面積が大きく、スラリーへの分散が不十分です。凝集しやすく、吸油性に優れています。導電性カーボンブラックは良好な導電性ネットワークを形成できないため、導電性が比較的低く、抵抗が高く、分極しやすい。そのため、導電性カーボンブラックを使用してポールピースを製造する場合、グラファイト、カーボンナノチューブ、グラフェンなどの材料と組み合わせて使用されることがよくあります。

現在、市場で販売されている導電性カーボンブラックには、主にＳｕｐｅｒＰ、ＳｕｐｅｒＳ、３５０Ｇ、アセチレンブラック、ケッチェンブラック（ＣａｒｂｏｎＥＣＰ、ＣａｒｂｏｎＥＣＰ６００ＪＤ）などが含まれている。

導電性グラファイト

グラファイトは、六角形の層状構造を持ち、比較的粗く（D50 = 3-6um）、導電性カーボンブラックよりも導電性がわずかに低いが、圧縮性と分散性が優れている結晶です。したがって、導電性グラファイトは一般に導電性カーボンブラックと組み合わせて使用され、導電性薬剤の分散性を改善するだけでなく、ポールピースの分極を低減するだけでなく、電極の酸化還元能力および充電および放電性能も改善するバッテリーの。

現在、市販されている導電性黒鉛は、主にＫＳ－６、ＫＳ－１５、ＳＦＧ－６、ＳＦＧ－１５などである。

カーボンナノチューブ

カーボンナノチューブ（CNT）は、単層カーボンナノチューブと多層カーボンナノチューブに分類でき、近年、新たに開発された導電性材料です。カーボンナノチューブと生体材料は点線接触型であり、導電性ネットワークの「リード」として機能するだけでなく、電解質の吸収を高め、バッテリー容量、レート性能、バッテリーサイクルを改善する電気二重層効果もあります。寿命を縮め、電池の分極を減らすことはプラスの効果があり、理想的な導電性材料ですが、カーボンナノチューブ材料の欠点は、それらが容易に分散されないことです。したがって、カーボンナノチューブは一般に、組み合わせて使用するためにカーボンブラックに添加されます。

現在、Tiannai Companyは、中国におけるカーボンナノチューブの研究開発と製造の大手企業です。

グラフェン

グラフェンはシート状の構造で活物質と表面接触しており、導電性に優れています。導電剤として使用する場合、導電剤の量を減らすことができる。ただし、グラフェンのシート状構造もリチウムイオンの拡散を妨げ、バッテリーレート性能を低下させます。コストが高いため、分散の欠点とリチウムイオン拡散の障害は完全には工業化されていません。したがって、現在、グラフェンは一般的にカーボンブラックに添加されて使用されています。

現在、青島ハオキシン、深センナノポート、山東Yuhuang、厦門カイナおよび他の多くの企業がグラフェン導電性ペーストを製造しています。

混合導電性ペースト

混合導電性ペーストは、カーボンナノチューブ、グラフェン、導電性カーボンブラックを混合して形成されたペーストです。混合導電性ペーストを使用する目的は、導電性薬剤間の相乗効果、相補性、および励起を発揮することです。もちろん、混合スラリーの分散の問題はより顕著になります。

いくつかの導電性ペーストの長所と短所が共存しており、特定の選択を包括的に検討する必要があります。実際のアプリケーションでは、カーボンブラックは、コストとプロセスの成熟度のために、リチウムイオン電池で依然として最も広く使用されている導電性材料です。カーボンナノチューブとグラフェンは新しい時代の最愛の人であり、新しい希望を表しています。科学研究、企業、金融機関の共同の努力により、彼らは科学研究と実用化において良い結果を達成しました。ただし、カーボンナノチューブとグラフェンを組み合わせた使用コストは、工業用バッチの使用を妨げます。結局、将来的にリチウムイオン電池導電性ペーストの主流をリードするのは、私たちが待ち望んでいることです。

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