撰稿丨杨志廷

编辑丨麦 子

美编丨CBEA独耀

▲江苏天奈科技股份有限公司研发&知识产权总监毛鸥博士发表主题演讲

日前，“第二届新能源汽车及动力电池（CIBF2021深圳）国际交流会”在深圳举行，在风帆有限责任公司冠名的“软包电池核心材料及先进技术突破”专场论坛上，江苏天奈科技股份有限公司研发&知识产权总监毛鸥博士发表了主题为“导电剂发展和新一代单壁碳管导电剂的应用”的演讲。

据毛鸥介绍，天奈科技成立于2011年，主要从事碳管及石墨烯产品的开发、生产、销售，其生产线自2012年开始投产至今，已具备1500吨碳管和石墨烯、3万吨导电浆料的年产能。目前天奈科技导电浆料的产能还在持续扩增中，预计2021年年底导电浆料的年产能有望达到5万吨。

作为锂电行业重要的辅助材料，导电剂的类型已由过去的导电炭黑、导电石墨（片）等传统导电剂转换为纳米碳纤维VGCF 、碳纳米管CNT 、石墨烯等新型导电剂。具体到天奈科技，毛鸥介绍道，截至目前，天奈科技已研制了五代导电剂产品，不断从粉末电导率 、纵横比等维度提升产品性能。目前高性能的单壁碳管导电剂产品——FT2000正在研发中，已完成对关键客户的送样工作。

在产品性能优势方面，毛鸥谈道，天奈科技的导电剂纯度高，且长径比（导电剂重要参数之一）方面具有突出优势：公司产品纯化后纯度可达99%，其长度一般为10纳米左右（目前市面上多为5纳米多），导电性能优良。

从产品的生产工艺角度来看，毛鸥表示，天奈科技产品的材料分散性好，稀释之后材料的均匀分散状态较高，不会出现市场上同类产品存在的严重缠绕问题。

从碳纳米管广泛应用的电池正极材料领域来看，天奈科技的产品可以将正极材料的替代比例做到1：8，导电性好、石墨化程度高等优势明显。

谈及导电剂在电池负极的应用时，毛鸥表示，添加到电池负极中的硅氧材料，存在一个很大的问题：其膨胀过程中产生的裂纹会导致电池的循环性能不佳。针对以上问题，天奈科技的FT2000产品采用了扣电方面的特殊设计，极大地改善了电池材料的循环性。此外，常见的解决方法还有通过添加碳纳米管导电剂来延长循环性。毛鸥认为，添加0.5%导电剂到单双壁管的硅材料中，就能达到电阻渗透率的阈值（达到渗透阈值之后会形成很好的导电网络）。

“如果采用1：20替代比例，FT2000将对电池循环性有更大的提升，在特定领域，可将循环次数从不到200次，提高到接近500次，达到用低成本的材料实现高容量、高循环的目标。”毛鸥强调道。

此外，毛鸥还分享了碳管导电剂在应用中的一些总结及建议：

第一、碳管可以在硅碳负极中1:3至1:10替代碳黑，首次循环效率和倍率性能将略有改善。

第二、整体导电剂应用趋势是使用更细的碳纳米管，这可以改善电池能量密度。

第三、使用更长更细的碳纳米管，如FT2000单壁碳管，可以极大延长硅基负极的循环寿命。

第四、FT2000添加越多，SiOx循环性能越好；

第五、考虑到FT2000的分散性和粘度稳定性问题，建议将其与多壁碳纳米管一起使用。