石墨烯與導(dǎo)電炭黑Super-P 復(fù)合導(dǎo)電劑對(duì)LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 鋰離子電池性能的影響

郭子霆 ， 黃錦朝 ， 肖青梅 ， 鐘盛文 *

（江西理工大學(xué)，a.材料冶金化學(xué)學(xué)部; b.江西省動(dòng)力電池及材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 贛州 341000）

鋰離子電池因具有工作電壓高、比能量大、輸出功率大、充電速率快、循環(huán)壽命長(zhǎng)、無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品[1]。 近年來(lái)，隨著電動(dòng)汽車行業(yè)的蓬勃發(fā)展，動(dòng)力電池的性能缺陷逐漸暴露出來(lái)，例如，能量和功率密度不足[2-4]。 目前，提高鋰離子電池性能的方法主要包括提高鋰離子的擴(kuò)散速率、提高導(dǎo)電劑的電子電導(dǎo)率以及改善電池的制作工藝等[5]。 其中，添加電導(dǎo)率更高的導(dǎo)電劑的方法最實(shí)用，添加少量導(dǎo)電劑即可使性能明顯提升，并可降低生產(chǎn)成本[6]。 目前應(yīng)用較多的炭黑導(dǎo)電劑包括導(dǎo)電炭黑 （Super-P，SP）、 導(dǎo)電石墨 （KS-6）、 碳納米管（CNTs）等[7]。 石墨烯作為一種新型納米碳材料，目前已成為物理、化學(xué)和材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[8]。 石墨烯是一種優(yōu)質(zhì)導(dǎo)電劑， 因其具有二維的片層狀結(jié)構(gòu)[9]，極大地增加了電極顆粒之間的接觸面積，提高了導(dǎo)電性，并降低了導(dǎo)電劑的用量[10]，降低內(nèi)阻并提高電子遷移率、鋰離子和電池的能量密度[11]。 在正極材料顆粒之間加入導(dǎo)電劑，可以降低電池內(nèi)阻，尤其是加入由多相組成的復(fù)合導(dǎo)電劑，因?yàn)樵趶?fù)合導(dǎo)電劑中，導(dǎo)電劑之間存在協(xié)同、互補(bǔ)及激發(fā)作用，其降低電池內(nèi)阻的效果更加明顯[12]。 在正極顆粒內(nèi)部加入導(dǎo)電劑，形成粒內(nèi)三維導(dǎo)電框架， 可以改善正極材料的導(dǎo)電性能[13]。

導(dǎo)電劑的首要作用是提高電子的電導(dǎo)率[14]?！?br>