導(dǎo)電劑在鋰離子電池活性材料中只添加很少一部分比例，但其重要性卻不可忽視，每種不同的電極活性材料都有其匹配的導(dǎo)電劑。顧名思義，導(dǎo)電劑最基本的功能就是導(dǎo)電，可以在活性物質(zhì)之間、活性物質(zhì)與集流體之間收集微電流，以減小電極的接觸電阻、加速電子的移動(dòng)速度。 導(dǎo)電劑是在極片的漿料制備環(huán)節(jié)進(jìn)入鋰電池的。極片的漿料制備是將活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、黏結(jié)劑按照一定比例進(jìn)行混合，經(jīng)過攪拌機(jī)對(duì)漿料進(jìn)行高度分散，最后形成均勻的漿料，用于下一步箔片的涂布。 導(dǎo)電劑的材料、形貌、粒徑及含量對(duì)電池都有著不同的影響，碳系導(dǎo)電劑從類型上可以分為導(dǎo)電石墨、導(dǎo)電炭黑、導(dǎo)電碳纖維和石墨烯。 導(dǎo)電石墨 最初用于鋰離子電池的導(dǎo)電石墨在鋰離子電池中充當(dāng)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，其粒徑接近正極活性物質(zhì)的粒徑。用在負(fù)極中，不僅可以提高電極的導(dǎo)電性，而且可以提高負(fù)極的容量。導(dǎo)電劑與活性物質(zhì)之間是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或者點(diǎn)對(duì)面接觸，具體的接觸方式跟導(dǎo)電劑的具體形貌有關(guān)，目前常用的導(dǎo)電石墨有KS、SFG、MX等系列，

 

導(dǎo)電炭黑 炭黑是小顆粒碳和烴熱分解的生成物在氣相狀態(tài)下形成的熔融聚合物的總稱，是一種由球形納米級(jí)顆粒團(tuán)聚成多簇狀和纖維狀的團(tuán)聚物結(jié)構(gòu)，粒徑幾乎是導(dǎo)電石墨粒徑的十分之一。根據(jù)導(dǎo)電能力大小，可以分為導(dǎo)電炭黑、超導(dǎo)電炭黑和特導(dǎo)電炭黑。 油的吸附值 (OAN)用來表征炭黑的結(jié)構(gòu)性。OAN值越大，表示炭黑結(jié)構(gòu)度越高，容易形成難以破壞的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)通道。越細(xì)的炭黑顆粒，其結(jié)構(gòu)度越高，炭黑顆粒之間形成的網(wǎng)狀鏈堆積越緊密，有利于在聚合物中形成鏈?zhǔn)綄?dǎo)電結(jié)構(gòu)。缺點(diǎn)是OAN值高的導(dǎo)電炭黑對(duì)聚合物粘結(jié)劑、液態(tài)和聚合物電解質(zhì)的吸附能力比較強(qiáng)，分散性較差。 就傳統(tǒng)兩種導(dǎo)電劑材料而言，炭黑的本身的導(dǎo)電性是不如石墨的，但在極片中使用導(dǎo)電劑的目的是降低整體粉料的電阻和加強(qiáng)材料顆粒之間的導(dǎo)電通路，導(dǎo)電劑的選擇要以此為標(biāo)準(zhǔn)。炭黑是由球形納米級(jí)顆粒團(tuán)聚成多簇狀和纖維狀的團(tuán)聚物結(jié)構(gòu)，而導(dǎo)電石墨是微米鱗片或薄片狀的，相同質(zhì)量下，炭黑顆粒數(shù)更多，體積更大，且更有利于顆粒之間導(dǎo)電通路的形成，對(duì)極片內(nèi)阻的降低更有幫助。另外，某些石墨材料負(fù)極還需加入導(dǎo)電炭黑的原因也是為了加強(qiáng)顆粒之間的導(dǎo)電。

 

導(dǎo)電碳纖維 導(dǎo)電碳纖維主要包括氣相生長碳纖維及碳納米管，前一種導(dǎo)電劑有著高的本征電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率。由于纖維狀導(dǎo)電劑有著較高的彎曲模量和低的熱膨脹系數(shù)，所以通常添加此類導(dǎo)電劑的極片會(huì)有著好的柔韌性和機(jī)械穩(wěn)定性。 氣相生長碳纖維是烴氣體和氫氣在溫度超過1 000℃的條件下，采用金屬催化劑催化得到，烴氣體為碳纖維的生長提供了碳源，由于制造工藝較為復(fù)雜，所以導(dǎo)致氣相生長碳纖維的成本較高，是沒有得到廣泛應(yīng)用的原因之一。 纖維狀導(dǎo)電劑除了氣相生長碳纖維外還有碳納米管，其又可分為單壁碳納米管和多壁碳納米管。碳納米管作為新興的導(dǎo)電劑，不僅能夠在導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)中充當(dāng)“導(dǎo)線”的作用，同時(shí)還具有雙電層作用，發(fā)揮超級(jí)電容器的高倍率特性，其良好的導(dǎo)熱性能還有利于電池充放電時(shí)的散熱，減少電池的極化，提高電池的高低溫性能，延長電池的壽命。 石墨烯 石墨烯可以通俗地理解為“單層石墨片”，是構(gòu)成石墨的基本結(jié)構(gòu)單元，石墨烯富有可塑性，既可以卷曲成圓筒狀，變成一維碳納米管；也可以制成球狀或橢球狀，得到零維的富勒烯。石墨烯的優(yōu)勢(shì)在于本身即為二維晶體結(jié)構(gòu)，具有幾項(xiàng)破紀(jì)錄的性能（強(qiáng)度、導(dǎo)電、導(dǎo)熱），可實(shí)現(xiàn)大面積連續(xù)生長。 石墨烯作為新型導(dǎo)電劑，由于其獨(dú)特的片狀結(jié)構(gòu)（二維結(jié)構(gòu)），與活性物質(zhì)的接觸為點(diǎn)面接觸而不是常規(guī)的點(diǎn)點(diǎn)接觸形式，這樣可以最大化的發(fā)揮導(dǎo)電劑的作用，減少導(dǎo)電劑的用量，從而可以多使用活性物質(zhì)，提升鋰電池容量。作為導(dǎo)電劑的效果與其加入量密切相關(guān). 在加入量較小的情況下, 石墨烯由于能夠更好地形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò), 效果遠(yuǎn)好于導(dǎo)電炭黑。但是片層較厚的石墨烯會(huì)阻礙鋰離子的擴(kuò)散而降低極片的離子電導(dǎo)率（一般認(rèn)為6-9層最為適宜）。

 

目前，在眾多導(dǎo)電劑材料中，石墨烯最為大眾看好。圖2是寧波墨西科技對(duì)石墨烯導(dǎo)電性能做的對(duì)比試驗(yàn)，可以看到在磷酸鐵鋰極片中，隨著導(dǎo)電劑添加量增加，含有石墨烯的磷酸鐵鋰極片電阻率下降明顯，并且，只需要添加極少量的石墨烯，便可實(shí)現(xiàn)其它兩種導(dǎo)電劑在高添加量條件下的導(dǎo)電性能。此外，石墨烯對(duì)于電池的倍率循環(huán)性能和安全性能相對(duì)一般導(dǎo)電劑也均有提升。