锂电池导电剂 - 碳纳米纤维VGCF

碳纳米纤维VGCF-H

作为锂离子电池的重要组成部分的导电剂， 虽然其在电池中所占的份量较少，但很大程度地影响着锂离子电池的性能，对改善电池循环性能、容量发挥、倍率性能等有着很重要的作用。

和锂离子电池电极材料一样，导电剂也在不断的进化。从起初的炭黑材料，其特点是点状导电剂，也可以称作零维导电剂，主要通过颗粒之间的点接触提高导电性；到后来，逐渐发展出了导电碳纤维和碳纳米管这一类具有一维结构的导电剂，由于其纤维状结构，增大了与电极材料颗粒的接触，大大提高了电极的导电性，降低了极片电阻；近期火热的石墨烯材料，如今也逐渐成为锂离子电池的新型导电材料，由于石墨烯具有二维的片层状结构，极大的增加了电极颗粒之间的接触，提高了导电性，并降低了导电剂的用量，提高了锂离子电池的能量密度。

VGCF-H应用领域：

有较高的纯度、结晶的碳纳米管。

有高导电、热传导等性能，使用在锂电池、树脂复合材料、橡胶复合材料、陶瓷等领域。

昭和电工制的CNT有以下优点:

①成本面

昭和电工根据大规模先进设备，大量生产高品质的CNT，大量需求，

可相应降价供应。

②技术的知识和见识的积累

昭和电工从1982年开始进行开发VGCF系列，是该领域的先驱者。

可根据丰富的知识和见识来对应客户的需求。

③安定的供给

昭和电工年产400t的VGCF-X、100t的VGCF、品牌VGCF-H保有很高的市场占有率。

④专利风险

昭和电工和在世界上持有CNT树脂复合用途的专利的Hyperion公司。

签有相互使用许可的合约。

导电剂的作用：

导电剂的首要作用是提高电子电导率。为了保证电极具有良好的充放电性能，在极片制作时通常加入一定量的导电剂，在活性物质之间、活性物质与集流体之间起到收集微电流的作用，以减小电极的接触电阻，加速电子的移动速率。此外，导电剂也可以提高极片加工性，促进电解液对极片的浸润，同时也能有效地提高锂离子在电极材料中的迁移速率，降低极化，从而提高电极的充放电效率和锂电池的使用寿命。

导电剂分类：

导电剂主要有颗粒状导电剂如乙炔黑、炭黑等，导电石墨多为人造石墨，纤维状导电剂如金属纤维、气相法生长碳纤维、碳纳米管等，还有新型石墨烯及其混合导电浆料等作为导电剂使用。这些导电剂拥有各自的优劣势，我们着重来介绍一下： VGCF。什么是VGCF呢？气相生长炭纤维，英文：Vapor-grown carbon fiber 简称 VGCF，简单来说就是一种能导电的碳纤维。

导电碳纤维具有线性结构，在电极中容易形成良好的导电网络，表现出较好的导电性，因而减轻电极极化，降低电池内阻及改善电池性能。在碳纤维作为导电剂的电池内部，活物质与导电剂接触形式为点线接触，相比于导电炭黑与导电石墨的点点接触形式，不仅有利于提高电极导电性，更能降低导电剂用量，提高电池容量。

VGCF杂质极少，在正极添加剂方面也能够放心使用。如将VGCF添加在电极（正极、负极）上，VGCF有很大的长径比，即使正、负极活性材料膨胀收缩后，其活性材料颗粒之间的间隙，可以有VGCF架桥连接，电子与离子传输不会间断，可大幅度提高电极的导电性。由于纳米碳纤维VGCF 微结构是中空，可以让正负电极吸纳更多的电解液，使得锂离子可以顺利快速嵌入，有利于高倍率充放电。VGCF是高强度纤维状长径比大的材料，可以增加电极板的可绕性，正负极活性材料颗粒之间粘结力更强，不会因为绕曲而龟裂掉粉，可提高电极的强度。高导电导热特性，正极活性材料其导电性不好，添加纳米碳纤维以提高正极活性导电性，也提高正负极导热系数，利于散热。上述效果能大幅度提高锂离子电池的特性（循环特性、输出特性等）。VGCF是更适合于需要长寿命、高输出的汽车用锂离子电池等的添加材料。

VGCF是昭和电工初次批量生产成功的超细微碳纤维，本质具有高导热、导电与高抗张强度与模量，利用其特性添加于其它材料系统中，使材料本质产生改变或增强材料的物性。VGCF目前主要用于锂电材料导电剂以及复合材料添加剂。