中國粉體網訊 導電劑是為了保證電極具有良好的充放電性能，在極片制作時通常加入一定量的導電物質，在活性物質之間、活性物質與集流體之間起到收集微電流的作用，以減小電極的接觸電阻加速電子的移動速率，同時也能有效地提高鋰離子在電極材料中的遷移速率，從而提高電極的充放電效率。
幾種導電劑
炭黑是目前使用最為廣泛的導電劑。目前電池工業用導電炭黑的電導率為0.2~0.5S/cm。炭黑的結構性是以炭黑粒子間聚成鏈狀或葡萄狀的程度來表示的，顆粒細、網狀鏈堆積緊密、比表面積大、單位質量顆粒多，有利于在電極中形成鏈式導電結構。
碳納米管具有特殊的一維纖維狀結構，結晶度高，有著較高的導電性、導熱性和機械強度，一直以來受到各國研究者的關注。由于碳納米管在管壁間存在著離域大π鍵，因此碳納米管的軸向導電性遠遠高于炭黑。
石墨烯作為一種新型的二維柔性平面炭材料，有著優良的導電性和導熱性。這種結構使得石墨烯片層可以附著在活性物質顆粒上，為電極正負極活性物質顆粒提供大量的導電接觸位點，使電子能夠在二維空間內傳導，構成一個大面積的導電網絡，所以也被看作當前理想的導電劑。
石墨烯的主要物理化學特性
石墨烯導電劑的四大優勢
石墨烯作為一種先進的新材料，應用十分廣泛，用作導電劑具有“至柔至薄至密”的特點，主要有以下4點優勢：
1電子電導率高，使用很少量的石墨烯就可以有效降低電池內部的歐姆極化；
2二維片層結構，與零維的碳黑顆粒和一維碳納米管相比，石墨烯可以和活性物質實現“面-點”接觸，具有更低的導電閾值，并且可以從更大的空間跨度上在極片中構建導電網絡，實現整個電極上的“長程導電”(不同制備方法制備得到的石墨烯材料尺寸有所區別）；
3超薄特性，石墨烯是典型的表面性固體，相較于具有多sp2碳層的碳黑、導電石墨和多壁碳納米管，石墨烯上所有碳原子都可以暴露出來進行電子傳遞，原子利用效率高，故可以在最少的使用量下構成完整的導電網絡，提高電池的能量密度；
4高柔韌性，能夠與活性物質良好接觸，緩沖充放電過程中活性物質材料出現的體積膨脹收縮，抑制極片的回彈效應，保證電池良好的循環性能。
如何選擇導電劑
導電劑的材料、形貌、粒徑、攪拌順序、添加量與不同類型導電劑的復合狀態都對鋰離子電池有著不同方面的影響。在進行鋰離子電池設計時我們應根據不同的活性物質材料、不同目的(改善倍率性能、循環性能、提高不可逆比容量)而選取與之相匹配的導電劑。我們應該綜合各種導電劑的優缺點并加以復合補其短板。在實際生產應用過程中，最重要的是需要考慮成本問題，在達到相應的要求時應盡量地減少成本，與此同時復合導電劑的添加將會較大地改善電池的各方面的性能。
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專家簡介
劉剛橋，寧波杉元石墨烯科技有限公司研發總監，從事石墨烯應用開發研究11年，曾在日企工作期間因研究石墨烯的突出貢獻而獲得上海市勞模。
參考來源：
劉宗哲.石墨烯導電劑的研究和展望
蘇方遠.用于鋰離子電池的石墨烯導電劑:緣起、現狀及展望
陳志金.鋰離子電池導電劑的研究進展
（中國粉體網編輯整理/墨玉）
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