CNT浆料应⽤于锂离⼦电池的使⽤建议-100725 CNT在锂电池中使⽤建议
主要内容：
1．CNT在电池中应⽤优势
2．产品介绍
3．CNT建议加⼊量
6．电极浆料固含量和体电阻率的关系
⼀．CNT在电池中应⽤优势
（1）显著提⾼电池⾼功率充放电性能
（2）有效降低电池内阻，因此降低⾼倍率放电时电池温升，延长使⽤寿命（3）反馈数据显⽰，⾼温循环性能明显优于SP （4）提⾼容量发挥，降低导电剂和PVDF⽤量，因此提⾼电池能量密度⼆．产品介绍
由于CNT在⽣长过程中形成1-5 mm聚团, 如果直接加⼊电极中，仍然是较
⼤尺⼨团聚体，⽆法形成良好的导电⽹络，发挥有效的导电作⽤。因此，我公
司经过两年努⼒，将CNT均匀分散在NMP溶剂和⽔溶剂中，形成两种规格产品，使CNT在电极浆料制备时直接加⼊搅拌即可均匀分散。产品规格如下：
LB100-NMP体系 5 1.2593.75Cathode and Anode LB200- ⽔系 5 1.2593.75Anode
三．CNT建议加⼊量
备注（PVDF建议加⼊量）：加⼊CNT，不会增加PVDF⽤量.
（1）⼿机电池或笔记本电池（钴酸锂）. CNT加⼊量为0.7-1%，不需加⼊其他导电剂，HSV900的⽤量为0.7-1%。由于加⼊CNT和少量分散剂，电极孔隙率增加，极⽚⽐传统导电剂极⽚略脆。当铝箔较薄、涂覆量较⼤，压实密度超过4.0g/cm3时，如果PVDF量超过1.5%，卷绕式⽅形电池可能出现断⽚问题。需要降低PVDF⽤量，推荐使⽤⾼分⼦量HSV900.
（2）LiFePO4电池，以上CNT加⼊量，不需加⼊其它导电剂。HSV900⽤量为2% - 4%，可在不影响粘
接性能的⽤量范围内调整。
（3）三元材料电池和LiMn2O4电池，以上CNT加⼊量，不需加⼊其它导电剂，HSV900⽤量为2- 3%。
四．电极浆料配制建议
第⼀步: 制备PVDF 溶液
-将适量PVDF完全溶解于NMP
-建议PVDF含量不低于8-10 wt %，防⽌电池浆料粘度偏低，影响涂布-PVDF充分搅拌溶解于NMP，使PVDF完全溶解
-推荐使⽤⾼分⼦量PVDF (HSV 900)
第⼆步: CNT浆料与PVDF溶液混合
-将适量CNT导电浆加⼊PVDF溶液中
-500 - 1000rpm搅拌速度下混合30min-1h
第三步：CNT 包覆活性材料⼯艺
-将适量活性材料加⼊第⼆步制备的浆体中
-控制浆料的固含量，使LFP/CNT电极浆料最终粘度为3000-8000mPa.S (3#转⼦12rpm), LCO/CNT和锰酸锂/CNT电极浆料最终粘度为
7000-15000mPa.s(4#转⼦12rpm)，三元材料电极浆料最终粘度为
4000-6000mPa.s(4#转⼦30rpm), 采⽤⾼速搅拌器搅拌电极浆料，搅拌速
度500 – 1000 rpm，搅拌时间不少于5h
-控制浆料温度< 40 ℃，防⽌NMP过度挥发
-监测浆料的粘度达到稳定值，浆料制备完成。如果浆料制成后未⽴即使⽤，需重复搅拌过程，再使⽤。
五．电极浆料固含量、搅拌时间和粘度的关系
5.1 LFP / CNT电极浆料
-以phostech P2 -LiFePO4为例
-P2 : CNT ：分散剂：PVDF = 91.25 : 3 : 0.75: 5 wt%
解释：
- 对于P2 LiFePO4+3%CNT 浆料，固含量越低，浆料流动性越好，达到CNT 均匀分散的时间越短。
-
47%固含量的浆料搅拌7h, 浆料粘度仍没有达到稳定值，CNT 分散不充分（以极⽚体电阻率和SEM 为依据）- 建议P2 LiFePO4+3%CNT 浆料固含量为35%-42%，搅拌时间不少于5h.
5.2 LCO / CNT 电极浆料
- LCO : CNT : 分散剂: PVDF = 96.75 : 1 : 0.25 : 2 wt%
5
10
15
20
V i s c o s i c i t y o f e l e c t r o d e s l u r r y / c P .
Stirring time of electrode slurry / h.
解释：
- 在⼀定的固含量范围内，浆料固含量越低，浆料流动性越好，CNT 均匀分
散所需时间越短。 - 粘度下降趋于稳定的过程，是CNT 逐渐均匀分散的过程。从以上数据看，
建议浆料搅拌时间不少于5h. - 浆料粘度不易过低，LCO/CNT 电极浆料最终粘度为7000-15000mPa.s(4#转
⼦12rpm). 防⽌LCO 沉降，CNT 从电极浆料中析出，导致极⽚成分不均匀。
5.3 三元材料/CNT 电极浆料
- 粘度测试条件为4#转⼦30rpm.
1
2
3
4
5
6
7
2000
3000400050006000700080009000
10000
V i s c o s i c i t y o f e l e c t r o d e s l u r r y / c P .
Stirring time of electrode slurry / h.
解释：
- 三元材料的电极浆料粘度较稳定，为保证CNT 均匀分散，通常搅拌时间
仍不少于5h. - 当CNT 含量为 1.5%-2%， HSV900量为 1.7%时，电极浆料粘度选择
4000-6000 mPa.s ，4#转⼦30rpm （不同⼚家材料，可能固含量范围不同，固含量值供参考，以粘度值为调整依据），使电池浆料具有良好的流动性，有利于CNT 均匀分散 - 在4000-6000 mPa.s(4#转⼦30rpm) 粘度范围内，HSV900量不少于1.7%
时，不会出现三元材料沉降和成分不均匀情况。当HSV900量低于1.5%，可能会出现沉降和过滤困难问题。 - 为保证在涂布之前，电极浆料过滤流畅，电极浆料粘度通常不⼤于6000
mPa.s(4#转⼦30rpm)
六．电极浆料固含量和体电阻率的关系
6.1 phostech P2 –LiFePO4
- 以phostech P2 -LiFePO4为例
-
P2 : CNT ：分散剂：PVDF = 91.25 : 3 : 0.75: 5 wt%
解释：
-浆料固含量为28-42%之间，电极电阻率相近，在1.波动-浆料固含量达到43%以上，影响CNT分散，电极电阻率偏⾼。建议浆料粘度为3000-8000mPa.S (3#转⼦12rpm)，使CNT分散更均匀。
三元材料和钴酸锂材料未做此项试验。
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