石墨烯/碳纳米管复合导电剂制备

• 作者: 苏国士 梁阚 李虓 罗超贵 赵胜贤 全金 靳龙 莫有堂 王明月 尤胜利 陈鑫 刘林聪 李亮川 周铭
• 来源期刊: 炭素技术
• 学科: 化学
• 关键词: 锂离子电池 导电添加剂 石墨烯 碳纳米管 三元正极材料
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 实验研究
• 页码范围: 23-27,40
• 页数: 6页
• 分类号: TB332|O613.71|TM911.15
• 语种: 中文
• DOI: 10.14078/j.cnki.1001-3741.2022.01.005

摘要

石墨烯(GN)与碳纳米管(CNTs)都具有良好的导电和导热特性.通过有效结合,利用二者的优点,制备出了一种新型高导电的石墨烯/碳纳米管复合导电添加剂,并对导电浆料进行SEM表征,分析其导电机理.在自组装的半电池的方式下,通过制备和对比三元镍钴锰(NCM)正极体系,3种不同比例下,不同种类导电剂(2种碳纳米管CNTs、1种石墨烯GN和不同比例混合的GN+CNTs)对电化学性能的影响.结果表明,在NCM:PVDF:导电剂质量比为8:1:1下对比不同导电剂的电阻率和方阻,再结合SEM表征,发现在复合GN:CNTs为1:3时石墨烯与碳纳米管分散情况较好,可以形成有效的导电网络,具有最优导电性;在0.1C倍率下,首次充放电比容量为117 mAh/g和104 mAh/g,首次库伦效率为88.9％,循环5周后容量保持率达到91.8％,首次放电比容量比单独使用GN高20 mAh/g,比纯CNTs高13 mAh/g.GN/CNTs复合导电剂以CNTs网络为力学骨架和导电桥梁,可以有效解决GN无法自支撑的问题,能形成分散均匀的导电网络,提高电容量和循环稳定性.有效结合与利用石墨烯与碳纳米管的优点,制备混合导电剂与三元正极材料复合来改善电化学性能,为动力电池应用于新能源领域提供了新的探索思路.