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解锁导电添加剂性能的关键

更新时间:2025-02-24     阅读次数:212

随着电动汽车(EV)、插电式混合动力汽车(PHEV)和混合动力汽车(HEV)技术的发展,锂离子电池作为其核心组件之一,对能量密度、功率密度以及成本效益提出了更高的要求。为了满足这些需求,确保电池电极具有优异的电化学性能至关重要。而在此过程中,导电添加剂如碳黑的分散与解聚程度对其性能有着显著影响。

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了解导电添加剂的作用

在锂离子电池中,导电添加剂主要用于改善活性材料之间的电子传导性,从而提高整个电极结构的导电能力。然而,如果碳黑颗粒没有得到充分解聚,则可能导致电极内部形成不良导电网络,进而影响到电池的能量密度及循环寿命等关键指标。因此,在制备过程中通过精确控制导电添加剂的粒径分布成为优化电极性能的一个重要环节。

常见的导电剂:炭黑、导电石墨、碳纳米管、石墨烯、导电碳纤维、复合导电添加剂等

 

 

 

 

导电石墨的常见粒径范围

 

1、微米级导电石墨:

  • 粒径范围:1um~20um

  • 特点:

成本较低,易于分散;

适用于常规锂离子电池、铅酸电池等;

粒径较大的石墨导电性较好,但比表面积较小,可能影响电极的均匀性;

  • 典型应用:正极材料(如磷酸铁锂、三元材料)和负极材料(如石墨负极)的导电添加剂。

     

2、亚微米级导电石墨:

  • 粒径范围:0.5um~1um

  • 特点:

    比表面积较大,导电性较好;

    分散性较好,能够更均匀地分布在电极材料中;

    适用于高能量密度电池;

  • 典型应用:高性能锂离子电池、动力电池。

 

3、纳米级导电石墨:

  • 粒径范围:<500nm(通常为50nm~300nm)

  • 特点:

    比表面积较大,导电性优异;

    能够形成更高效的导电网络,提升电池的倍率性能和循环寿命;

    成本较高,分散难度较大。

  • 典型应用:

  • 高端锂离子电池、固态电池、超级电容器。

 

 

ANALYSETTE 22 NeXT激光粒度分析仪

 

   ANALYSETTE 22 NeXT激光粒度分析仪在锂离子电池行业被广泛应用的高性能激光粒度分析仪。测量范围广、重现性好、高精度测量,能精确区分不同粒径的颗粒,提供详细的粒度分布数据;也可以记录额外的测量数据如湿法分散过程中体系的温度及PH值。

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  • 分析方法:静态激光散射

  • 契合您需求的测量范围:微米型0.5-1500um

    纳米型0.01-3800um

  • 测量时间:5-10s(单个测量粒径大小时的时间)

     

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不同粒径范围石墨测试峰形图

 

 

 

 

激光粒度分析仪技术的应用价值

   为了实现对导电添加剂粒子大小的有效管理,采用先进的测量手段显得尤为重要。其中,激光粒度分析(Laser Diffraction Analysis, LDA)因其快速、非破坏性及高精度等特点而被广泛应用于这一领域。

 

宽测量范围

激光粒度分析仪可测量从纳米级到毫米级的颗粒,覆盖导电添加剂的常见粒径范围

快速测量

激光粒度分析仪能够在几秒到几分钟内完成一次测量,适合大批量样品的快速检测;

多功能性

激光粒度分析仪支持干法和湿法测量,适用于不同形态的导电添加剂。且可选配超声分散功能,导电添加剂易团聚,超声可有效分散团聚颗粒,确保测量结果的准确性。

非破坏性检测

激光粒度分析仪测量样品原始状态,对于昂贵的导电添加剂,激光粒度分析仪的非破坏性检测尤为重要。

全面的粒度分布数据

仪器生成的粒度分布曲线直观展示颗粒的分布情况,便于分析和比较。

行业标准和广泛应用

符合国际ISO 13320等标准,确保测量结果的可靠性和可比性,在电池、化工、制药、食品等行业,激光粒度分析仪也是粒度检测的主流功能工具,技术成熟且应用广泛。




 

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