锂离子电池的碳导电添加剂(Timical).pdf

锂离子电池电解液用有机溶剂物性数据化学名称碳酸二甲酯（DMC）碳酸二乙酯（DEC）碳酸乙烯酯（EC）碳酸丙烯酯（PC）碳酸甲乙烯酯（EMC）碳酸甲丙酯（MPC）碳酸甲异丙酯(MiPC)别名二乙基碳酸酯1,2-丙二醇碳酸酯) 碳酸甲乙酯，乙酸乙酯英文名称Dimethyl Carbonate Diethyl Carbonate Ethylene Carbonate Propylene carbonate Methyl-Ethyl Carbonate Methylpropyl CarbonateCAS号616-38-6 105-58-8 96-49-1 108-32-7 623-53-0 56525-42-9分子式C3H6O3C5H10O3C3H4O3C4H6O3C4H8O3/ CH3COOC2H5C5H10O3分子结构分子量90.08 118.13 88.06 102.09 104.1 118.13 118.1 浓度≥99.99% ≥99.99% ≥99.99% ≥99.99% ≥99.95%熔点/沸点/闪点4℃/89℃/18℃-43℃/126℃/33℃39℃/248℃/157℃-48℃/242℃/132℃-55℃/109℃/23℃-43℃/132℃/35℃-55℃/119℃密度（20℃） 1.06g/cm3 0.972g/cm2 1.41g/cm3 1.21g/cm3 1.00g/cm3 0.98g/cm3 1.01g/cm3粘度（40℃）0.59mPa.S 0.75 mPa.S 1.9mPa.S 2.5mPa.S 0.65mPa.S 0.87mPa.S 0.74 mPa.S 介电常数 3.1c/v.m 2.8c/v.m 85.1c/v.m 65c/v.m 2.9c/v.m 2.8 c/v.m 2.9 c/v.m还原/氧化电位-3.0V/＋3.2V -3.0/＋3.2V外观无色透明液体透明液体无色针状或片状结晶，或白色结晶体无色透明/微黄色液体无色透明液体有水果香味无色透明液体无色透明液体特性有较强吸湿性，溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，不溶于水Q/CH02–2019具有吸湿性，不溶于水，溶于醇、醚等有机溶剂。

锂离⼦电池电解液添加剂物性数据锂离⼦电池电解液添加剂物性数据化学名称环⼰基苯(CHB) 亚硫酸亚⼄酯（ES、DTO）硫酸亚⼄酯（DTD）亚硫酸丙烯酯（PS）碳酸亚⼄烯酯(VC)别名苯基环⼰烷，苯基环⼄烷亚硫酸⼄⼆醇酯、⼄⼆醇亚硫酸酯、亚硫酸⼄烯酯硫酸⼄烯酯、硫酸⼄⼆醇酯、⼄⼆醇硫酸酯、亚⼄基硫酸酯Trimethylene Sulfite1,3,2-Dioxathiane 2-oxide1,3-Dioxo-2-one英⽂名称Cyclohexyl benzene Ethylene sulfite Ethylene Sulfate Propylene sulfite Vinylene carbonate CAS号827-52-1 3741-38-6 1072-53-5 4176-55-0 872-36-6 分⼦式C12 H 16C2H4O3S C2H4O4S C3H6O3S C3H2O3分⼦结构分⼦量160.26 108.12 124 122.1 86.05熔点/沸点/闪点7～8℃/239～240℃/98.0 ？/172～174℃/79℃97～99℃/？/？?/76/？19～22℃/165℃/73℃密度（g/mL at 25℃）0.95 1.426 1.3225 1.355g/mL粘度（40℃）折光率 1.5230±0.00501．445～1．447 1.420～1.422 外观⽆⾊油状液体⽆⾊液体⽩⾊结晶或⽩⾊结晶性粉末⽆⾊液体⽆⾊透明液体或⽩⾊固体特性易溶于醇、丙酮、苯、四氯化碳、⼆甲苯、不溶于⽔和⽢油DTO的含量≥98%，氯⼄醇含量≤1000ppm⽔溶性11.5 G/100 ML⽤途⽤于锂⼆次电池电解液的添加剂，具有防过充性能。

应⽤于锂电池⾼温溶剂。

作锂离⼦电池电解质的有机溶剂，⼜可作为锂离⼦电池电解液的添加剂，锂离⼦电池电解质添加了DTO 后将呈现出优异的儲存稳定性，可以提⾼电解液的低温性能，同时可以防⽌ PC分⼦嵌⼊⽯墨电极。

锂离子电池负极导电剂
锂离子电池负极导电剂是电池中不可或缺的一部分，对于电池的性能和安全性具有重要影响。

在锂离子电池中，负极导电剂的主要作用是提高负极的导电性能，促进锂离子的迁移和扩散，从而提高电池的充放电效率和容量。

同时，负极导电剂还可以改善电池的循环寿命和倍率性能。

负极导电剂的种类和性能对于电池的性能和安全性具有重要影响。

目前常用的负极导电剂包括碳黑、石墨、碳纤维等。

其中，碳黑具有较高的电导率和良好的分散性，是常用的负极导电剂之一。

石墨具有较高的电导率和良好的锂离子扩散性能，可以提高电池的充放电效率和容量。

碳纤维具有优异的力学性能和高温稳定性，可以提高电池的循环寿命和倍率性能。

在选择负极导电剂时，需要考虑其电导率、分散性、粒径、比表面积等因素。

同时，还需要考虑其与正极材料、电解液等的相容性，以确保电池的稳定性和安全性。

此外，负极导电剂的添加量也会对电池的性能产生影响。

过多的添加量会增加电池的成本和重量，而过少的添加量则可能无法充分发挥其作用。

因此，需要根据电池的具体要求和条件来确定合适的添加量。

总之，锂离子电池负极导电剂是电池中不可或缺的一部分，对于电池的性能和安全性具有重要影响。

在选择和使用负极导电剂时，需要考虑其种类、性能、添加量等因素，以确保电池的稳定性和安全性。

锂离子电池电解液添加剂物性数据锂离子电池电解液添加剂物性数据锂离子电池电解液添加剂物性数据锂离子电池电解液添加剂物性数据锂离子电池电解液添加剂物性数据锂离子电池电解液添加剂物性数据锂离子电池电解液之电解质物性数据密度（g/mL at 25℃）1.50 0.8522.428g/cm3电导率1mol/L LiDFOB/EC:DMC(1:1)＝8.6ms/cmF19-NMR: 10.4ppm ；B11-NMR:-15.7ppm ；C13-NMR: 164.7ppmSpectroscopic Properties：δ11B=7.6ppm；δ13C=159.1ppm粘度（40℃）介电常数外观白色粉末/无色结晶白色至灰色结晶或结晶粉末白色粉末无色结晶EtrNBF4 white powder or crystallicpowder特性有毒，保质12月吸湿性强，遇水易分解，白色结晶，溶于水，易溶有机脂类，遇空气易分解。

具有吸湿性具有吸湿性易溶于水,乙醇,乙醚及丙酮.溶解度：60g/100gH2O(25℃), 150g/100gH2O(89℃)TetraethylammoniumTetrafluoraborate见附注。

用途锂离子电池的电解液white powder or crystalline powder见附注包装与贮存包装在氟化塑料瓶内，外加铝塑复合袋充氩气。

只密封、干燥、防潮。

能在干燥环境下使用操作（如环境水分小于20ppm的手套箱内）,拆封后也应密封存放在干燥手套箱中。

密封、干燥、防潮。

the product should be handledin dry atmosphere (glove box,dry room with max.20ppm H2O)附注：LiBOB is a new and proprietary conductive salt for the use in high performance batteries like lithium batteries, lithium ion batteries and lithium polymer batteries. The new halide-free product may be used instead of traditional fluorinated compounds like LiPF6, LiBF4, Li-triflate, methanides, imides etc.Stability：decomposition>300℃；hygroscopic；decomposes slowly on contact with water under formation of oxalic acid, boric acid and lithium oxalates 。

锂电池碳纳米管
锂电池中使用碳纳米管（CNT）作为导电剂的应用已经得到广泛研究和应用。

碳纳米管是一种由碳原子组成的纳米材料，具有优异的电学、力学和化学性质，因此被广泛应用于锂电池中。

在锂电池中，碳纳米管可以作为导电剂，用于改善电极的电导率和电化学性能。

碳纳米管具有较高的比表面积和导电性能，可以在电极中形成连续的导电网络，从而提高电极的电导率和电化学性能。

此外，碳纳米管还可以提高电极的机械强度和耐久性，从而提高电池的循环寿命和安全性。

需要注意的是，碳纳米管的应用也存在一些挑战和问题。

例如，碳纳米管的分散性和稳定性需要得到保证，否则会影响电池的性能和稳定性。

此外，碳纳米管的价格较高，也限制了其在大规模应用中的应用。

因此，在实际应用中，需要综合考虑各种因素，进行合理的选择和调整，以保证电池的性能和稳定性。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810137678.2(22)申请日 2018.02.10(71)申请人 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所南昌研究院地址 330200 江西省南昌市小蓝经济技术开发区汇仁大道266号小蓝创新创业基地15号楼(72)发明人 张永毅　冯智富　谢宇海　吴茂玲　方爱金　张亦弛　(74)专利代理机构 南昌洪达专利事务所 36111代理人 刘凌峰(51)Int.Cl.H01M 4/62(2006.01)H01M 10/0525(2010.01)(54)发明名称一种用于锂离子电池负极材料的碳纳米管导电剂浆料及其制备方法(57)摘要本发明属于锂离子电池领域，涉及一种用于锂离子电池负极的碳纳米管导电剂浆料及其制备方法。

通过将活性炭加入导电剂浆料中不仅有助于碳纳米管的分散性，而且活性炭分散在负极材料中有助于提高锂离子电池负极对电解液的吸附量，减小离子的扩散路径；通过将负极成膜剂加入导电剂浆料中，有助于负极在充放电时其表面SEI膜的形成。

权利要求书1页 说明书3页 附图3页CN 108461753 A 2018.08.28C N 108461753A1.一种用于锂离子电池负极材料的碳纳米管导电剂浆料及其制备方法，一种用于锂离子电池负极材料的碳纳米管导电剂浆料，其特征在于：组分重量比为：N -甲基吡咯烷酮（NMP ）85%-90%；碳纳米管（CNTs ）3%-6%；活性炭（AC ）5%-10%；聚乙烯吡咯烷酮（PVP ）1-2%；碳酸亚乙酯（VC ）1%-2%。

2.一种根据权利要求1所述的用于锂离子电池负极材料的碳纳米管导电剂浆料的制备方法，其特征在于步骤如下：步骤（1）：整个浆料制备过程中应该严格控制水分，调节室内湿度到15%以下，所用设备仪器充分干燥，并用N -甲基吡咯烷酮（NMP ）充分清洗；步骤（2）：称取NMP，加入搅拌罐中，在搅拌过程中加入聚乙烯吡咯烷酮（PVP ），打开超声波，待充分溶解后，加入碳酸亚乙酯（VC ），充分溶解；步骤（3）：加入活性炭粉体，搅拌30min，然后加入碳纳米管（CNTs ），高速搅拌，待碳材料充分浸润后，将复合浆料转移至砂磨机设备中；步骤（4）：将砂磨机转速调至1000r/min，研磨8-10h，研磨过程中应该控制温度不宜过高，温度适宜保持在50度以下。

(10)申请公布号 CN 102263265 A(43)申请公布日 2011.11.30C N 102263265 A*CN102263265A*(21)申请号 201110157325.7(22)申请日 2011.06.13201010503321.5 2010.10.09 CNH01M 4/62(2006.01)C01B 31/00(2006.01)C01B 31/04(2006.01)(71)申请人深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司地址518106 广东省深圳市光明新区公明办事处西田社区高新技术工业园第8栋申请人深圳市贝特瑞纳米科技有限公司(72)发明人岳敏 张少波 时浩 梁奇 梅佳(74)专利代理机构深圳市中知专利商标代理有限公司 44101代理人孙皓林虹(54)发明名称锂离子电池导电添加剂及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种锂离子电池导电添加剂及其制备方法。

所述导电添加剂为石墨烯，为粒径分布于10nm-100μm 间的黑色粉末，是由单层-1000层相平行或接近于平行的石墨烯片层构成的碳质材料。

制备方法包括氧化、剥离与还原步骤。

本发明的导电添加剂具有更高的电导率与合适的比表面积，将其应用于电极材料中，能有效的减少添加量而大幅提高现有电池的性能。

该导电添加剂，导电性能良好，易于分散，能够有效增强锂离子电池电极材料的导电性能和倍率充放电性能，减少不可逆容量的产生并提高循环寿命。

其制备方法对原料和设备的要求较低，能有效控制制备得到的石墨烯材料的各种性能参数，工艺过程简单易操控，适合工业化生产。

(66)本国优先权数据(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 2 页 说明书 10 页 附图 2 页1.一种锂离子电池导电添加剂，其特征在于：所述锂离子电池导电添加剂为石墨烯，为粒径分布于10nm-100μm间的黑色粉末，是由单层-1000层相平行或接近于平行的石墨烯片层构成的碳质材料，比表面积为50-1500m2/g，电导率为1×104-9×104S/m。

电池辅材——导电剂的介绍【钜大锂电】和锂离子电池电极材料一样，导电剂也在不断的进化。

从最早的炭黑材料，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;最近火热的石墨烯材料，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。

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。

导电剂对比分析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，以下是一些常见的导电剂理化参数对比：下面介绍锂离子电池主要应用的几类导电剂：导电炭黑Super-PLi，其中有支链结构的科琴黑ECP，导电石墨KS-6、SFG-6，气相生长碳纤维VGCF，碳纳米管CNTs和石墨烯及其复合导电剂。

炭黑炭黑在扫描电镜下呈链状或葡萄状，单个炭黑颗粒具有非常大的比表面积。

比石墨有更好的离子和电子导电能力，炭黑颗粒的高比表面积，堆积紧密有利于颗粒之间紧密接触在一起，组成了电极中的导电网络，有利于电解质的吸附而提高离子电导率。

另外,炭一次颗粒团聚形成支链结构,能够与活性材料形成链式导电结构,有助于提高材料的电子导电率。

引领市场的锂电池导电剂——碳纳米管作为一种结构特殊的新型碳材料，碳纳米管具有优异的机械性能和电化学性能，一直在各领域备受关注。

在锂电池的应用中，碳纳米管作为导电剂时，其独特的网络结构不仅能够有效地连接更多的活性物质，出色的电导率也可以大幅降低阻抗。

此外，较大长径比的碳纳米管具有更大的比表面积，与传统导电剂Super P、石墨相比，它只需很少的添加量便足以在电极内组建高效的三维高导电网络并达到提升电池能量密度的目标。

因此，更深入的研发新型碳纳米管导电剂是未来重点关注的方向。

据权威部门统计，到2023年碳纳米管导电剂在中国锂离子动力电池市场的渗透率将达到 82.2%NO.01碳纳米管的类型从结构上看，碳纳米管是蜂巢状的一维纳米空心管，其中每层的碳纳米管的侧壁是由碳原子通过sp2杂化，与周围3个碳原子键合成在一个平面的六边形。

根据石墨层数量，碳纳米管可以分成单壁碳纳米管（SWCNT）和多壁碳纳米管（MWCNT）。

单壁碳纳米管是由单层石墨烯构成，多壁碳纳米管则是由两层及以上石墨烯组成，层与层之间由范德华力连接。

单壁碳纳米管（SWCNT）和多壁碳纳米管（MWCNT）大多数SWCNT的直径范围在0.4~3 nm之间，约为人类头发的1/50000，而长度则可以扩展到其直径的几百万倍。

碳纳米管的形貌对其性能有着巨大的影响，其直径、管壁数、长度、缺陷程度等一直是行业内制备研究的重点。

NO.02碳纳米管的制备迄今为止，工厂合成的碳纳米管产品大多数仍以多壁碳纳米管为主，但不同厂家的生产技术却大不相同。

现阶段几种常见的碳纳米管制备技术包括：电弧放电法、激光蒸发法、化学气相沉积法和火焰法。

1. 电弧法碳纳米管最开始的出现是在用石墨电弧法制备富勒烯的过程意外所得，其后研究者便使用石墨电弧法制备碳纳米管，其后又改进开发出了催化电弧法。

电弧法是在惰性气氛的腔体中施加高压，通入电流使两极激发出电弧，电弧放电产生高温，不断消耗阳极石墨棒，含碳纳米管的样品沉积在阴极上。