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锂电池导电浆料的分散性表征研究

随着新能源汽车的不断发展，电动车渗透率逐渐提高，消费者对于电动车的续航能力、

充电时效等重要性能指标有着更高的要求。进一步提高电池能量密度、提升电池充电速率成

为各新能源车企未来持续发力的方向。2022年，国内动力锂电池市场仍以常规类导电剂（炭

司

黑）为主，市场份额占比超过60%，而碳纳米管导电剂的占比约为24%。随着近年来碳纳米

公

管导电剂的产能不断提升，加之头部企业导入验证新型导电剂的进度加快，碳纳米管导电剂

凭借持续提高的性价比优势，在动力电池领域的渗透率在不断提升。限

导电浆料是将导电剂颗粒均匀分散于溶剂中所形成的颗粒悬浮液，导电炭黑和碳纳米管

是两种最常用的导电剂，在锂电池行业中的应用最为普遍。然而，炭黑颗粒和碳纳米管粉体

有

的颗粒比表面积大，很容易在浆料中形成团聚，因此，导电浆料的分散性就成为评价浆料性

能的重要指标。常规的BET方法只能给出干粉的比表面积值，而无法用于直接评价浆料中的

器

颗粒分散性。激光粒度法的测试则需要首先对浆料稀释几百甚至上千倍，而这会显著地改变

浆料的原始状态，原本团聚的颗粒在稀释后可能会分散得很好，因此，用激光粒度法也无法

仪

准确地评价出导电浆料的分散性好坏。

学

为了解决这些难题，我们发展了一种新的浆料分散性表征技术：核磁共振法。它通过测

试浆料中溶剂的核磁信号，计算出溶剂的弛豫时间或弛豫谱，用来研究颗粒在浆料中的润湿

科

性及分散性。核磁共振法具有非侵入性、对浆料浓度及颜色都不敏感、测量快、精度高、重

复性好等优点，可以直接测量未经稀释的浆料。我们以导电浆料（导电炭黑和碳纳米管）为

和

研究对象，利用核磁共振技术为工具，通过测量导电浆料的弛豫时间和弛豫谱，来定量地评

价不同分散程度的导电浆料，揭示出炭黑颗粒和碳纳米管材料的重大差异，为导电浆料的检

人

测和评价提供一种准确、快速、便捷的新方法。

海

1实验部分：

1.1材料与设备

22

三种导电炭黑颗粒，比表面积为62~67m/g；三种碳纳米管粉体，比表面积在90~260m/g

之间；NMP溶剂；PVDF粘接剂；磁力搅拌分散设备JEIOTECHTM-18Q；分散稳定性分析仪

司

LISICOLMR-Area（图1）。公

限

有

器

图1LISICOLMR-Area分散稳定性分析仪

1.2浆料制备：仪

首先，制备1%浓度的PVDF溶液，将称好的P