导电剂

这是我从别人那里学习过来的，加了一些补充。给大家分享一下

目前比较常用的导电剂，按照导电性能和价格排序：[/b]

SP系列（如SP）SP系列是最便宜的，是普通离子电池的首选，KS-6是SP的最佳拍档，其价格略高；（SP就几十块，KS-6约100块。）

350G与EC-300J相当，属于中高档导电剂。（价格约260左右。）

科琴黑ECP和ECP600JD，是目前做高端电池的首选，虽然价格比较高，但是性价比较高；

VGCF和碳纳米管是最高端的产品，价格约4000——5000，市场是叫好不叫卖的产品，能用的起的厂家不多，而用的好的厂家更不多，相对而言，ECP-600JD的性能与VGCF较接近，价格比较适中，约700左右，再加上厂家最近退出专门针对科琴黑ECP系列的分散剂，使其性能大幅提升，相信以后导电剂市场是SP，KS-6,科琴黑ECP系列唱主角。

如何选用导电剂？这是我们在进行电池设计时要解决的一个重要问题，但是在解决这个问题之前，我们必须要明确用户对磷酸铁锂电池性能的具体要求，以电动汽车对磷酸铁锂电池的性能要求及经济要求为例，我们必须准确把握用户对产品各个方面的具体要求，并且用数据加以描述。根据用户的具体要求，我们才能设计出满足用户要求的磷酸铁锂电池，在设计的过程中，如何选用导电剂来改善电池的性能就是每一个设计人员必须解决的

问题之一。

1、根据正负极活性物质的粒径和形貌来选择导电剂。

为了在电极中形成有效地导电网络，必须如同上述导电网络示意图一样，要有导电节点，这些导电节点由导电石墨来充当，粒径最好和活性物质的粒径接近。要有导电支点，他们要像八爪鱼的触须一样和将活性物质颗粒吸在一起，因此，它们要有很细的粒径，要有链状的形貌，这些支点由SP-Li来充当最合适。要有支点与节点之间的连接导线，它们要有良好的导电性，要有线状的形貌，ECP,ECP-600JD，VGCF和碳纳米管正好符合这些要求。因此，为了在正负电极中形成有效地导电网络，必须加入具有不同粒径不同形貌特征的导电剂。

2、根据电池的倍率性能要求来选择导电剂。

根据磷酸铁锂电池的用途，用户会提出不同的倍率要求，比如要求电池能够10C连续放电，20C脉冲放电等。这时我们要根据正负极活性物质粉料的电导率（这个数据以前大家都不重视，其实可以用四探针法进行测量，A123公司在其专利及发表的论文中首先提到到这一参数），用户对电池的比容量要求来选择导电剂。如果正负极活性物质的电导率低，为了实现高倍率，就必须选择高导电性的导电剂。在同时使用几种导电剂的情况下，就必须提高高导电性导电剂的比例。

3、根据电池的倍率性能及高低温性能的要求选择导电剂。

在常用的导电剂中，碳纳米管不仅具有良好的导电性，还具有良好的导热性，同时还具有电双层效应。(它在锂离子电池中的作用在其他文献中有十分详尽的说明)特别是导

热性，对于高功率型磷酸铁锂，当它在大倍率电流工作时，电池因内阻及极化的原因会放出大量的热，这些热量需要及时散发，否则会导致电池的安全事故。因此，对经常处于大倍率工作状态和高温工作状态的磷酸铁锂电池，提高碳纳米管导电剂的比例十分必要。VGCF和ECP-600JD其导热效果略低于碳纳米管，所以在分散碳纳米管遇到问题时，可以考虑ECP或者ECP600JD。

4、根据电池的总成本要求来选择导电剂。

在上述常用的导电剂中，SP最便宜，其次是导电石墨，再其次是超导电炭黑350G和EC-300J，再后就是ECP和ECP600JD，最贵的是碳纳米管和VGCF，高达4000-5000元人民币一公斤。因此，在满足用户要求的前提下，为了尽可能降低电池的生产成本，要尽可能选用低价格的导电剂。

5、根据离子传导能力要求选择导电剂。

为了改善电极的离子传导能力，电极必须具有良好的吸液能力和合适的孔隙率。这就要求我们选用比表面大，孔隙率高的导电剂。从上述常用导电剂技术规格表可知，SP-Li和ECP,ECP600JD、碳纳米管均具有这些特征。据我所知，ECP厂家在产品介绍书上特别注明了其 ：孔体积。可见他们对产品吸液能力和空隙率的看重。

6、合理确定导电剂的加入量。

导电剂在改善电池的功率性能方面虽然具有重要作用，但是并非加入越多，电池的倍率性能就越好。瑞士特密高公司曾就导电剂的加入量做过专门实验，实验表明：当电极中导电剂的加入量达到8%时，再加入导电剂，对电池的倍率性能改进没有明显效果。

7、在磷酸铁锂电池中，为了改善电池的倍率性能，导电剂最好混合使用；现在比较流行的搭配为：

SP和KS-6, 350G和KS-6, SP和ECP或者ECP-600JD，其中高端电池以后者居多。

8、为了达到最佳的效果，要控制好各种导电剂的比例，以形成有效地导电网络；

9、要使各种导电剂形成有效地导电网络，必须使导电剂在磷酸铁锂电池浆料中分散良好。特别是SP-Li和碳纳米管、VGCF，ECP\\ECP-600JD都是纳米级的材料，在范德华力的作用下，极易团聚，很难分散。要使各种导电剂分散良好，除了采用机械的方法外，还要注意分散的程序，并采用其他方法进行辅助。如分次添加、添加导电剂的顺序以及添加专用分散剂等。

我了解过，添加了ECP专用分散剂后，其导电剂的添加量可以减少10~20%，性能可以提高10~20%。

10、要验证导电剂在磷酸铁锂电池浆料中是否分散良好，一是看浆料是否会沉降分层，二是将浆料进行电镜分析，直接观测导电剂在浆料中的分散状况，观测导电网络的形成情况，三是检验浆料粘度的稳定性，分散良好的浆料，其粘度会保持稳定。

备注：SP系列卖家------------------上海惠普

ECP系列卖家----------------上海常翔

碳纳米管卖家----------------日本昭和