按钮文本
碳黑工业是锂电池导电剂乙炔炭黑,导电乙炔炭黑,乙炔黑专业供应商
河南碳黑工业生产导电炭黑和乙炔炭黑,提供导电乙炔炭黑专业服务
联系我们

HACARBON

高性能乙炔导电炭黑专业制造商

High Performance Acetylene Conductive Carbon Black Specialized Manufacturer

有哪些方法可以提高导电炭黑在锂电池中的分散性?

河南碳黑(炭黑)工业集团 | 导电炭黑,乙炔炭黑专业生产厂家 | 发布时间: 2024-11-05 | 161 次浏览 | 分享到:

选择合适的导电炭黑

结构特性:选择高结构导电炭黑。高结构炭黑具有丰富的分支和链状结构,这种结构使其在锂电池电极材料中更容易形成连续的导电网络。例如,像科琴黑(Ketjenblack)系列的高结构导电炭黑,其独特的聚集体结构可以为电子传导提供更多的通道,并且在分散过程中能够更好地与电极材料相互交织,减少团聚现象。

粒径和比表面积:粒径适中且比表面积较大的导电炭黑有利于分散。一般来说,纳米级别的导电炭黑(如粒径在 20 - 50nm)能够在电极材料中获得更好的分散效果。因为较小的粒径可以增加炭黑与电极材料之间的接触面积,同时比表面积大有助于吸附一些分散剂或者与电极材料表面的官能团发生相互作用。

使用分散剂

表面活性剂类分散剂:如阴离子表面活性剂(十二烷基硫酸钠等)和非离子表面活性剂(聚乙二醇等)。这些分散剂可以吸附在导电炭黑的表面,降低炭黑颗粒之间的相互吸引力。例如,十二烷基硫酸钠的亲油基团可以与导电炭黑表面结合,而亲水基团则伸展在溶剂中,使炭黑颗粒彼此之间更容易分离,从而提高在锂电池电极材料中的分散性。

聚合物分散剂:具有锚固基团和溶剂化链段的聚合物分散剂是比较有效的。锚固基团能够牢固地吸附在导电炭黑的表面,溶剂化链段则与电极材料的溶剂或基体相容。例如,一些含有羧基或氨基等锚固基团的聚合物分散剂,可以通过化学键合或静电作用吸附在炭黑表面,同时其聚合物链在电极材料的浆料中伸展,防止炭黑颗粒团聚。

优化电极材料制备工艺

浆料制备环节:在制备电极材料浆料时,采用合适的搅拌方式和参数至关重要。例如,使用高速搅拌和超声搅拌相结合的方式。高速搅拌可以使导电炭黑在溶剂和粘结剂中初步分散,超声搅拌则可以利用超声波的空化作用,进一步打破炭黑团聚体。搅拌的速度和时间需要根据具体的材料体系进行优化,一般来说,高速搅拌速度可以控制在 1000 - 5000rpm,超声功率在 100 - 500W,搅拌时间在 1 - 10 小时不等。

涂覆工艺优化:在将电极浆料涂覆到集流体(如铜箔或铝箔)上时,控制涂覆速度、压力和温度等参数也可以影响导电炭黑的分散性。适当的涂覆速度可以保证浆料均匀地分布在集流体上,避免因速度过快导致炭黑分布不均。涂覆压力和温度可以影响浆料的流动性,例如,在合适的温度下(如 40 - 80℃),浆料的流动性增加,有利于导电炭黑在涂覆过程中保持均匀分布。

炭黑预处理

表面改性:通过化学方法在导电炭黑表面引入官能团。例如,采用硅烷偶联剂对导电炭黑进行表面处理,偶联剂的一端可以与炭黑表面的官能团反应,另一端则可以与电极材料中的官能团或化学键结合。这样可以增强导电炭黑与电极材料的相容性,提高其在锂电池中的分散性。

物理预处理:如对导电炭黑进行机械研磨或气流粉碎,将炭黑颗粒进一步细化。较小的粒径可以降低炭黑颗粒之间的团聚倾向,使它们在电极材料中更容易分散。例如,通过气流粉碎技术可以将炭黑颗粒的粒径减小到更合适的范围,并且使颗粒的粒度分布更窄,有利于均匀分散在锂电池电极材料中。

有哪些常见的分散剂可以提高导电炭黑在锂电池中的分散性?

如何确定导电炭黑在锂电池中的最佳分散剂用量?

除了分散剂,还有哪些方法可以提高导电炭黑在锂电池中的分散性?