鉅大LARGE | 點擊量：1349次 | 2018年07月05日
碳納米管加快替代鋰電池制備時的傳統(tǒng)導電劑
隨著國內碳納米管企業(yè)IPO數(shù)量的增多以及提速，這一細分鋰電池材料領域的競爭也越來越激烈。
碳納米管企業(yè)快速IPO的背景是，2015年以來，動力電池市場的規(guī)?；枨蟊l(fā)。經過3年多的發(fā)展，安全保證前提下，動力電池企業(yè)又掀起一場高能量密度的攻堅競逐戰(zhàn)，導入新型鋰電材料是當前電池企業(yè)的首選。
作為鋰電池輔材，導電劑也正在從傳統(tǒng)炭黑等材料向碳納米管等新型材料轉化。國內主流動力電池企業(yè)比亞迪、寧德時代、國軒高科、億緯鋰能、比克、力神、中航鋰電等都在使用碳納米管導電劑。
具體來看，數(shù)碼和動力市場，鋰電池企業(yè)在選用碳納米管導電劑類別上會有一些差異。目前，除了低端鋰電市場還在使用傳統(tǒng)炭黑，中高端數(shù)碼鋰電池企業(yè)超過90%都在使用碳納米管，比如比亞迪、比克、力神、卓能等數(shù)碼巨頭。
動力電池方面，各家電池企業(yè)的材料體系不同，會根據導電劑的形態(tài)、顆粒大小、比表面積、導電性能的不同而進行分別配套。比如三元系和錳系材料更偏愛純碳納米管，以多壁碳納米管為主；磷酸鐵鋰系更中意復合碳納米管(多為摻類石墨烯)。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
根據高工產研鋰電研究所(GGII)統(tǒng)計數(shù)據，2017年國內碳納米管導電漿料產量達到2.89萬噸，其中動力電池應用端產量最大，占比接近60%。預計2018年碳納米管導電漿料產量將超過4萬噸。
動力電池市場需求快速爆發(fā)，電池企業(yè)對碳納米管的性能要求也隨之提升。國內提前在技術方面卡位的碳納米管企業(yè)獲得先發(fā)優(yōu)勢。目前，國內排名前列的碳納米管企業(yè)如天奈科技、德方納米均在積極IPO，已經進入國內排名前十動力電池企業(yè)供應鏈。
從技術角度來看，導電劑能夠提升鋰電池導電性，但并非添加得越多越好。根據試驗結果，導電炭黑含量增加到3%時，鋰電池首次充放電效率達到最高；當增加到4%和5%，首次充放電效率都在降低。
一般而言，導電劑添加量為正極或負極重量的1%-3%。炭黑在正極材料中的添加量通常為3%左右為宜，而碳納米管、石墨烯等新型導電劑的添加量可降低至0.5%~1%左右，提升正極活性物質填充量，有助于提升鋰離子電池能量密度。
相比傳統(tǒng)炭黑，碳納米管添加量約在0.5%-1.5%，就能夠達到導電性增強效果，比炭黑減少將近一半用量。添加量少但效果卻更好，這正是動力電池企業(yè)逐步實現(xiàn)替代傳統(tǒng)導電劑的最主要原因。
長期以來，碳納米管導入動力電池市場的主要影響因素在分散的技術瓶頸和單價成本問題。
導電性能特別好的導電劑基本上都是顆粒特別細小、比表面積特別大，容易團聚，對分散的要求都比較高，如果分散沒處理好，導電性能再強的導電劑在鋰電池的應用中也不會體現(xiàn)出特別優(yōu)良的效果。
其中，碳納米管比表面積較大，容易形成團聚，很難均勻分散在電極材料中，需要將碳納米管借助合適的分散溶劑進行均勻的預分散，制成導電漿料，方可用于鋰電池電極材料中。
