石墨烯/碳纳米管复合导电剂制备

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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; 

作者机构：

广西科技大学机械与汽车工程学院;  广西清鹿新材料科技有限责任公司; 

关键词：

锂离子电池;  石墨烯;  碳纳米管;  导电添加剂;  三元正极材料; 

期刊名称：

炭素技术

i s s n：

1001-3741

年卷期：

2022 年 001 期

页   码：

23-27,40

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。