青青草激情视频烯越適合做正極導電劑嗎？
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導電劑雖然在鋰離子電池中所占的份量較少，但其很大程度地影響著鋰離子電池的性能，對改善電池循環性能、容量發揮、倍率性能等有著很重要的作用。
作為明星二維納米材料，青青草激情视频烯具有很高的電導率及柔性、二維、超薄的結構特征，是極具潛力的鋰離子電池導電劑。通過青青草激情视频烯與活性物質之間的“麵-點”接觸模式，青青草激情视频烯的低導電閾值使得很少含量的青青草激情视频烯就可以有效提高電極的電子電導率，大幅降低導電劑使用量，有效提高電池的體積能量密度。同時，青青草激情视频烯獨特的二維平麵結構又會對電極內部鋰離子的傳輸產生“位阻效應”，對電極內部鋰離子的傳輸產生阻礙，影響高倍率條件下鋰離子電池性能的發揮。因此，選擇合適的青青草激情视频烯作為導電劑至關重要。
通常情況下，多數人會覺得導電性越好的青青草激情视频越適合做導電劑，但真實情況是這樣的嗎？中科院金屬研究所李峰研究員組分別考察了插層法、電解剝離法和改進Hummers’法製備的青青草激情视频烯的理化性質及對LiCoO2正極性能的影響，結果顯示電導率最好的青青草激情视频烯不一定效果就最好，青青草激情视频烯的比表麵積、表麵官能團等對最終結果也有顯著影響。研究成果以Choice for graphene as conductive additive forcathode of lithium-ion batteries為題發表在Journal of Energy Chemistry上。
表1.三種青青草激情视频烯的理化參數。
首先，作者在實驗室通過插層法(GInc)、電解剝離法(GElc)和改進Hummers’法(GHum)合成了三種青青草激情视频烯，並通過XRD、拉曼和XPS對青青草激情视频烯進行了表征。三種青青草激情视频烯中GInc尺寸最大(5-30 μm)、比表麵積最小(24.9 m2/g)，GHum尺寸最小(3-10 μm)、比表麵積最大(543.9 m2/g)。電導率的趨勢同比表麵積正好相反，GInc電導率最高而GHum電導率最低，二者直接相差了10倍多。XRD和拉曼結果顯示三種青青草激情视频烯中GInc的無序度最低且表麵含氧量少，GElc的無序度最高且表麵含有豐富的親水性含氧官能團。
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圖3.分別含三種不同青青草激情视频烯的LiCoO2正極的SEM圖像：(a) L-GInc, (b) L-GElc, (c) L-GHum。青青草激情视频烯的量均為2 wt%。
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圖4.分別含三種不同青青草激情视频烯的LiCoO2半電池電化學性能對比。
如上所述，三種青青草激情视频烯中GInc的電導率最高而GHum的電導率最低，是否就意味著GInc作為正極導電劑的效果就會最好呢？作者分別利用該三種青青草激情视频烯製備了LiCoO2正極並對電極的表麵形貌和電化學性能進行了表征。首先，從電極微觀形貌上看，三種青青草激情视频烯均能很好地覆蓋、包裹、連接LiCoO2顆粒，較明顯的區別是GHum由於比表麵積最大使得分散性相對較差，最終導致部分LiCoO2顆粒呈裸露狀態。從電化學性能上對比看，無論是放電容量、倍率還是循環性能，以GElc做導電劑的LiCoO2半電池性能最優，而以GInc做導電劑的LiCoO2半電池性能最差，導電性最好的GInc的優勢僅體現在阻抗上。值得一提的是導電性最差的GHum在2 C時直接出現跳水的現象。以上結果表明選擇青青草激情视频烯做導電劑時電導率並非唯一的考量因素，青青草激情视频烯的比表麵積、有序度、表麵官能團等也是非常值得考慮的參數。
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圖5.同時含青青草激情视频烯和SP的LiCoO2正極的SEM圖像：(a) L-GInc-SP, (b) L-GElc-SP,(c) L-GHum-SP。青青草激情视频烯和SP的量分別為1 wt%。
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圖6.使用四種不同導電劑的LiCoO2半電池電化學性能對比。
不同導電劑的作用機製不同，青青草激情视频烯做導電劑同活性顆粒之間更多是麵接觸，而SP等顆粒導電劑同活性顆粒更多是點接觸，考慮到綜合效果，實際應用中往往會同時使用多種導電劑。為此，作者分別將三種青青草激情视频烯同SP聯合使用並對比電極微觀形貌和電化學性能上的差異。如圖5所示，單獨使用SP做導電劑時SP多呈聚集狀態，導致部分LiCoO2顆粒裸露；而SP分別同三種青青草激情视频烯聯合使用時，SP分散良好且LiCoO2顆粒都能得到很好的覆蓋、連接。圖6電化學性能結果顯示SP的加入提高了GInc和GHum單獨作為導電劑時的倍率性能，而GElc和SP聯用的倍率性能反而較GElc單獨使用略有降低。從循環結果看，三種青青草激情视频烯和SP聯用作為導電劑時電池的循環性能均優於單獨使用SP，且GElc和SP聯用循環性能最好。
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圖7.流變特性研究：(a)三種青青草激情视频烯漿料；(b)LiCoO2同三種青青草激情视频烯混合漿料。
加工性也是選擇導電劑時需要考量的重要參數。如圖7a所示，三種青青草激情视频烯漿料都類似彈性凝膠，隨著剪切速率的增大剪切粘度逐步降低。其中比表麵積最大的GHum粘度也最大，這也意味著以GHum為導電劑時需要使用更多的溶劑，因此GHum並不是導電劑的最佳選擇。LiCoO2同三種青青草激情视频烯混合漿料的流變特性同單獨青青草激情视频烯的流變特性相似。綜合以上結果不難看出，三種青青草激情视频烯中GInc和GElc較適合作為導電劑，其中GElc做導電劑的效果是最好的。
小結：電極結構式複合的三維結構，導電劑在其中不僅要起到導電的作用，還需要合理的分散，隻有分散好了才能充分發生導電的作用。而分散更多同導電劑比表麵積、表麵官能團等有關，因此電導率之外的的其他參數也許引起重視。但有一點是明確的：如果導電劑本征電導率就十分差勁，其他參數再好估計也不行。
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