中國粉體網訊 鋰離子電池正極活性材料多采用Co、 Ni和Mn等過渡金屬氧化物及過渡金屬磷酸鹽，導電性較差，因此，需要添加導電劑來減小電子傳輸的阻力，提高充放電性能。常見的導電劑有乙炔黑、導電炭黑、導電石墨、金屬纖維和碳納米管（CNT）等。
CNT是由單層或多層石墨卷曲而成的一維管狀納米材料，基本單元為六邊形碳環結構，具有優異的電學性能、熱學性能和儲鋰性能，作為導電材料受到廣泛的關注和應用。
碳納米管做導電劑的優勢
鋰離子電池活性材料為顆粒狀，導電劑必須填充活性物質的間隙，使導電劑與活性物質充分接觸，才能提高導電性能。炭黑、乙炔黑、SuperP-Li及導電石墨均為小粒徑顆粒狀物質，添加量要達到一定值，才能發揮導電作用；但導電劑添加量的增加，會降低極片中活性物質的含量，從而降低電池的容量密度和能量密度。CNT為一維管狀結構，碳環可形成共軛效應，少量的添加就可形成充分連接活性物質的導電網絡，有利于提高電池的容量和循環穩定性。碳納米管具有雙電層效應，有利于提高電池的大倍率充放電性能。CNT良好的導熱性有助于電池的散熱，減輕內部極化，因此可提高電池的高低溫性能和安全性，延長壽命。CNT長徑比較高，達到相同的滲流閾值所需的添加量小于其他導電劑。此外，碳納米管的儲鋰容量，遠大于天然石墨、人造石墨和無定形碳等傳統碳材料，因此，使用碳納米管作為鋰電池導電劑，可以大幅度提升鋰電池容量、電池循環壽命。
CNT作導電劑的問題
CNT作鋰電池導電劑，存在以下兩個問題：
①合成過程中殘留有金屬催化劑， 在電池高電位的充放電過程中，金屬雜質容易氧化并在負極表面析出，導致電池內部微短路，自放電嚴重，甚至引起安全事故；
②CNT之間強烈的范德華力，導致在活 性物質中的均勻分散困難， 阻礙了導電性能的發揮。
CNT作導電劑的應用范圍
CNT作為鋰離子電池的導電劑，可用于鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料、錳氧化物等金屬氧化物正極材料及石墨負極材料中，較其他導電劑，提高電池容量、循環穩定性和延長循環壽命的效果更好。這主要得益于CNT獨特的一維管狀結構及較好的導電性、導熱性。如何降低CNT中金屬雜質對鋰離子電池的影響，以及提高分散性，是在鋰離子電池應用中的研究重點。
