
1. リチウム電池に導電性添加剤が必要なのはなぜですか?
導電性添加剤は、リチウム電池電極の「電子ハイウェイ」であり、活物質によって生成された電子を集電体に迅速に伝導する役割を果たし、電池の内部抵抗、レート特性、およびサイクル寿命を直接決定します。
リチウム電池の正極材料 (リン酸鉄リチウムや三元材料など) は固有の導電率が低いため、効率的な電子輸送ネットワークを構築するには導電性添加剤を追加する必要があります。
導電性添加剤の選択と分散状態は、次の 3 つの主要な指標に直接影響します。
バッテリー内部抵抗:不完全な導電ネットワーク → 内部抵抗の増加 → 発熱の増加
レート機能:導電性添加剤の効率が不十分 → 高電流放電時の容量性能が制限される-
サイクル寿命:充電および放電時の体積変化中に安定性を維持する導電ネットワークの能力
2. カーボンナノチューブとカーボンブラック: 3 つの主要な利点
カーボン ナノチューブは、導電性構造、添加量、長期サイクル安定性の点でカーボン ブラックよりも総合的に優れています。{0}}中心的な違いは、「線伝導」と「点接触」にあります。
2.1 導電構造: 点接触と線接触
カーボン ブラックは三次元分岐鎖-粒子として存在し、粒子間の「点接触」の重なりによって導電パスが形成されます。この構造の問題は、充放電中に電極の体積変化が起こると、点接触が簡単に「バラバラ」になり、導電ネットワークが破壊される可能性があることです。
カーボン ナノチューブは、超高アスペクト比を持つ一次元の管状構造を持っています。これにより、電極の内部を「貫通」して、連続的で完全な電子輸送経路を形成できます。-これは、粒子の変位の影響を受けない「電子ハイウェイ」を電極内に敷設することに相当します。
3 つの主要な導電性添加剤としての導電性カーボン ブラック、カーボン ナノチューブ、グラフェンの構造の比較:
| 比較次元 | 導電性カーボンブラック | カーボンナノチューブ(CNT) | グラフェン |
|---|---|---|---|
| 導電性構造 | 三次元分岐鎖 / 点接触 | 一次元の長距離線伝導-- | 二次元の平面伝導- |
| 導電性 | 良い | 素晴らしい | 最上位-層 |
| 最適な添加量 | 0.5%-3% | 0.2%-1% | 0.1%-0.5% |
| 電極加工性 | 滑らかなコーティング | やや粘度が高い | 凝集しやすい |
| コアの位置決め | 一般的なベースレイヤー | 高レート、長サイクル | 究極の導電性 |
2.2 添加量: より良い結果を得るには、投与量の 3 分の 1-
CNT導電性ペーストの添加量はわずか0.5%~1%です。導電性カーボンブラックを単独で使用する場合、従来の添加量は2%〜3%である。
これは、1 部の CNT を使用することで 2-3 部のカーボン ブラックを置き換えることができ、導電性添加剤が占めるスペースを節約し、より多くの活物質を電極に充填できるようになり、電池のエネルギー密度が直接向上することを意味します。
2.3 サイクリングと安全性: バッテリー寿命の延長、より安全な操作
リン酸鉄リチウム電池における CNT と Super P の性能を比較した研究があります。
| パフォーマンス指標 | スーパーP配合 | CNT配合 |
|---|---|---|
| 10℃放電時のバッテリー表面温度 | 68度 | 49度(19度減) |
| 導電性添加剤の投与量 | ベースライン | 1/3だけ |
| 45 度の高温サイクリング- | ベースライン | より優れた |
CNT 配合物では導電性添加剤の 1/3 しか使用していませんが、電池表面温度の低下と高温サイクル性能の向上を実現しています-。つまり、電池がより安全で長持ちすることを意味します。-
3. 山東丹豊新素材: CNT 導電性ペーストの高品質サプライヤー-
Shandong Tanfeng New Materials の FB121 シリーズ カーボン ナノチューブ導電性ペーストは優れた品質を備えており、Fe 不純物は 30 ppm 以下です。わずか0.5%~1%の添加量で電池性能が大幅に向上します。
Shandong Tanfeng New Materials Technology Co., Ltd. は、高品質のカーボン ナノチューブ導電性ペースト製品を提供しています。-コア製品FB121シリーズの主なパラメータは次のとおりです。
| パラメータ | FB121シリーズ仕様 |
|---|---|
| 外観 | 黒ペースト |
| 固形コンテンツ | 6.0±0.20% |
| CNT含有量 | 5.0±0.15% |
| 分散剤含有量 | 1.0±0.05% |
| ペースト粘度 | 3000mPa・s以下 |
| 水分含有量 | 1000ppm以下 |
| Fe不純物 | 30ppm以下 |
| Cr/Ni/Cu/Zn/Co | 各5ppm以下 |
主な利点:
高純度:鉄不純物は 30 ppm 以下に管理され、業界レベルよりも大幅に優れています
安定した分散:独自の分散プロセスを採用し、3ヶ月以上安定
すぐに使用できます:お客様の利便性のために、NMP{0}} ベースと水-ベースの両方のシステムで利用可能
幅広い用途:新エネルギー車用動力電池、エネルギー蓄電池などの分野に対応
CNT 含有量が 5% の場合、顧客は 0.5%-1% を直接追加して、高性能の導電性結果を達成できます。
一文の要約:{0}カーボン ブラックと比較したカーボン ナノチューブの主な利点は、「より少ない量でより多くの効果を発揮する」-ことで、添加量を 3% から 0.5% に削減しながら、電池の内部抵抗の低下、より安定した高温サイクル、放電中の温度上昇の低減を実現することです。- Shandong Tanfeng New Materials の FB121 シリーズ導電性ペーストは、この「点-」の導電性ソリューションに高品質の原材料を保証します。-

