리튬 이온 배터리 음극 재료는 일반적으로 전도성이 좋지 않으므로 전도성 에이전트의 사용은 일반적으로 전도성을 증가시킬 필요가 있으며, 일반적인 전도성 에이전트에는 카본 블랙 전도 제, 탄소 나노 튜브, 탄소 섬유 및 현재 불타는 흑연 재료가 포함됩니다 구조체로부터 분리 된 경우, 이러한 유형의 도전 제는 1) 카본 블랙과 같은 0 차 전도 제, 2) 탄소 나노 튜브 및 탄소 섬유와 같은 1 차원 전도 제, 3) 2 차원 전도성 물질 그라 핀 재료와 같은 에이전트는 각각 고유 한 특성을 지니 며, 카본 블랙 물질은 단거리 전도에서 장점을 가지며, 탄소 나노 튜브 전도성 에이전트는 장거리 전도에서 이점을 갖는다.
리튬 이온 배터리가 작동하면 일반적으로 배터리의 속도 성능을 제한하는 두 가지 링크가 있다고 생각합니다. 1) 전자 전도, 2) 이온 전송, 표면 전자 전도 링크가 리튬 이온 배터리의 속도 성능과 용량에 영향을 미치는 주요 링크입니다. 더 많은 전도성 에이전트는 리튬 이온 배터리의 전기적 특성을 향상시키는 데 유용합니다 .Drexel University의 Samantha L. Morelly 및 다른 사람들은 다양한 균질화 프로세스를 통해 이온 전도, 장거리 전도 및 단거리 전도를 연구했습니다. 리튬 이온 배터리의 '단거리 전도도'가 레이트 성능에 미치는 영향은 리튬 이온 배터리의 속도 성능에 더 중요합니다.
사만 L. Morelly 실험 NCM111 재료가 바인더로서 도전 제, PVDF로서 카본 블랙을 사용하여 연구 대상으로서 선택된 상기 슬러리 조성물은 하나 NCM 95 %, CB, 2.5 %, 2.5, 2 등분 PVDF, 흐름도에서 균질화시켰다 아래와 같이 두 가지 방법을 사용하여 상기 제 NCM 94.5 %, CB의 3 %, 2.5 %의 PVDF의 %, 우리는 아래 사만 L. Morelly 볼 수 두 가지 CB 카본 블랙 도전 재를 사용하여, 하나는 PVDF 재질 NCM 접착제에 카본 블랙 CB 모두 함께 합산되고, 하나는 볼밀의 제 1 부분이 나머지 블렌딩 NCM 및 CB 건조 하였다이고 PVDF의 CB는 접착제로 함께 첨가 CB = 1-F의 비 건조 블렌드 (F = 0, 0.25, 0.5, 0.75 및 1), 우리는 일반적으로 볼 밀링 공정에 의해, 카본 블랙 CB 입자 NCM 흡착 수 있다는 판단 표면, '고정 카본 블랙'의 형성, 습식 블렌딩 카본 블랙 CB가 NCM 입자 사이에 존재할 때, Samantha L. Morelly는 이것을 '자유 카본 블랙'이라고 부릅니다.
NCM의 SEM 사진은 NCM의 입자 크기가 약 10um, 하부 이미지 b가 CB 함량의 2.5 %, f = 0 (CB와 NCM이 모두 볼 밀 및 드라이 블렌드) 인 것을 알 수 있습니다. 화상 전극, 우리는 다수의 CB는 입자 표면 NCM에 흡착되지 않고, 상당한 응집이 발생했는지 알 수있다.도 (C)가 화상에서 CB 3 %, 0의 전극 F = SEM 화상의 콘텐츠이다 우리 이 결과는 건식 혼합 과정에서 첨가 된 모든 카본 블랙 CB가 NCM 입자 표면에 흡착 된 고정 탄소가되는 것은 아니라는 사실을 보여줍니다. 우리를 들어, 상기 탄소 습식법 혼합비 검정되지 F 모두 '카본 블랙으로 이루어진 "및 입자 중에 혼합 부분적으로 건조가 NCM이 된 카본 블랙의 표면에 흡착되지'카본 블랙으로 이루어진"라고 정확한 스케일 '카본 블랙으로 이루어진'특성화 슬러리는 슬러리 사만 L. Morelly 다양한 유동 학적 특성을 조사하고,이 특성의 "카본 블랙으로 이루어진 '슬러리의 수.
CB 카본 블랙 나노 입자 밀도는 밀도가 '카본 블랙으로 이루어진'슬러리의 양이 현저하게 슬러리 시스템의 유동 학적 특성에 영향을 줄 수 있으므로, 우리는 또한 붙일 수 상대적으로 높고, 비교적 큰 입자가 비교적 작고, NCM f를 때 슬러리 '카본 블랙으로 이루어진'유래 역수의 유변학 적 특성. (카본 블랙 함량 2.5 %)에서 우리는도 (A)로부터 알 수 = 1 (즉, 카본 블랙은 모두 젖은 ) 최대 탄성율 점성 계수 및 전단 율이 거의없는 관계를 갖는 슬러리를 혼련시에 첨가하고, 탄성률 G는 현재 슬러리 a를 나타내는 것을 나타내는, 'G 항상보다 큰' 종 접착제 겔 상태. F 0.75 0.5 1에서 감소로는, 슬러리의 계수 = 0.25 F에서 명확한 감소가, 슬러리의 계수가 더 하강 곡선에서 있었다 검색된 '주파수 사이에 상당한 관계가 있지만, 점성 계수 G'는 '주파수가 증가하지만,이 증가는 G 때 10 내지 100의 주파수'는 탄성률 G 및 G '는 중첩 나타나는'는 수 이 현상은 슬러리가 약한 겔 상태를 나타내는 것을 나타내며, f = 0에서 슬러리의 유동 학적 특성은 f = 0.25에서의 슬러리의 유동 학적 특성과 거의 일치한다. 같은 방식으로 볼 밀링과 드라이 믹싱이 모든 CB를 NCM 입자의 표면에 흡착시키는 것은 아닙니다.
도면에서 우리는 유사한 특성을 갖는이 3.0wt %의 슬러리의 B의 CB 콘텐츠를 관찰 할 수 있지만, 또한 f는 경우 = 0, 3 중량 %의 CB 슬러리의 함량이 더 낮은 계수를 갖는 것으로 SEM 상기 어느와 관측 결과는 일관성이 있으며, 3 % CB를 사용한 건식 분쇄 후의 슬러리 중 '자유 카본 블랙'의 양이 적음을 나타냅니다.
아래와 같이 상기 결과에 따르면, 1rad / s의 주파수 F 슬러리 탄성률 사만 L. Morelly 다른 값은 슬러리 사만 L.Morelly 분할 된 슬러리의 계수에 따르면, 그래프를 만들 두 부분에 대해 : 강한 겔 영역, 영역 약한 겔 슬러리 3 % CB 슬러리 모드의 계수에 큰 영향을 갖는 "카본 블랙으로 이루어진 도면 번호 '에서 볼 수있다. 양은 2.5 %의 CB 슬러리보다 훨씬 높은, 그러나 F = 0.5, 두 슬러리의 계수 (F)는 상기 경우에, "카본 블랙으로 이루어진 '슬러리의 수가 동일하다는 것을 나타내는 같을 때 건조 설명을 볼 밀링으로 혼합하여 슬러리조차 미만 2.5 %는, CB '는 카본 블랙으로 이루어진'슬러리 수의 3 %가보다 적은 2.5 %가되도록 CB에 슬러리 3 % 모듈러스 후 0.25로 감소 카본 블랙.
다음 그림은 카본 블랙 2.5 %의 첨가량이, 우리가 볼 수있는 슬러리 공정에서 제조 된 다른 레이트 사용 균질의 성능을 보여준다 (F) = 0, F = 0.25 최상의 성능. 탄소의 최악의 성능 경우에 F = 0, F = 고속 NCM 재료에서 3 %의 용량 손실의 CB의 함유량이 2.5 CB보다 상당히 작아야 동안 0.25 전극은, 최상의 성능을 보였다 블랙 3 %의 첨가량, % 슬러리.
레이트 특성 NCM 전극을 시험 하였다 2.5 % CB 전극 전도도 SamanthaL. Morelly 함량에 영향을 미치는 인자를 분석하여 아래와 같은 결과를도에서 F 본 = 높은 전도성 전극 될 수있다. (1) = 0 f를 습식 혼합 공정에서 F = 1, 카본 블랙 CB 모두 '형성되어 장거리 도전'구조는 전극의 전도성을 향상시키기 때문에 주로 0.25 및 하부 전극의 전도도는 또한왔다 SEM 결과 확인, 즉 F = 0 '의 카본 블랙으로 이루어지는'결과 흑색 입자가 건식 혼합 공정의 분쇄에 NCM의 표면에 흡착 된 탄소의 대부분이므로 '장거리 전도도'너무 작기 때문에 0.25 동안에 낮은 전도성로 이어지는 가난이 될 수 있습니다.
우리는보다 전자 전도도에 의해 영향을받는 리튬 이온 전지의 영향 레이트 특성은 일반적으로, 우리 '확산'프로세스로 생각되지 않고, 상기 분석 결과에서 볼 수있는, 예를 들어, 사만 L. Morelly 연구 발견 전극의 슬러리를 3 % CB 콘텐츠의 속도 특성이 이론에 의해 제한되는 '이온 수송'링크에있어서, 2.5 % CB 함량보다 훨씬 더 있어야수록 전극 전도 제는 리튬 +보다 비틀린 확산 경로를 의미 은 전극의 성능의 속도를 감소시킬 것이다. 둘째, 사만 L.Morelly 작업은 "짧은 도전 '충격 레이트 용량 리튬 이온 배터리를 밝혀, 연구는 볼 밀링 CB 의해 입자 NCM 표면의 더'단편을 형성 흡착 보여 장거리 전도도 짧은 도전성 도전 '보다 더 높은 전극 레이트 특성의 중요성' '네트워크의 속도 성능은 상당히 전극을 향상시킬 수있다 ".
