5月23日，CIBF2018 第十三届中国国际电池技术交流会展览会在深圳会展中心开幕。美国卡博特公司Hanwei Lei博士在技术交流会上发表主题演讲。以下是演讲正文：

非常高兴有机会和大家作介绍。刚才毛博士讲了导电添加剂的进展，我回到传统的导电碳黑，传统的导电碳黑也有很多很有价值的地方，全球最大的碳材料公司在这里面进行了深度的研发，我做一个简要的概述，这里面有些内容在过去汇报中有些介绍，我趁这个机会整合在一起，不一定每个PPT都要讲到，但是大家可以作为看到它的前因后果。我今天主要讲CABOT的碳材料技术和几款主要材料特点，还有最新的研发进展。

卡博特是全球性公司，我们目前在全球大概有40多个工厂，20多个国家都有我们的运作。在中国，有5个工厂，有两个气象氧化硅的工厂，还有三个碳黑的工厂，天津有全球最大的碳黑工厂。在中国目前大概员工有700多人，年销售额大概30多亿。卡博特的主要产品是以粉体颗粒产品为主，活性炭第二大，碳黑第一大，气象氧化物、气象氧化硅、气象氧化铝都是全球第二大产业。我们的碳黑包覆做成不同颜色，这也是全球第一大产业。我今天主要讲导电碳黑，气象氧化物在电池里面应用非常广，一个是正极材料的包覆、隔膜的包覆，氧化硅也用于胶体电池的应用，有兴趣的我们可以私下讨论，大家也可以和我们做进一步的交流。

我们的能源部门主要在美国和上海，目前我们研发的重点还是集中在和铅酸电池导电添加剂和燃料电池。我们在全球目前大概有7个研发中心，亚太主要是以上海为主，另外就是日本也有我们研发中心，马来西亚也有一个。另外欧洲有两个，在北美有两个。

关于谈到碳黑，可能用得比较多，可能也没有细想，碳黑的生产工艺远超过大家想象的，市场还是蛮复杂的，复杂在于它整个控制的流程，这里画了简要的图，大家可以了解一下，它的原料来自于碳氢氧氮这种原料，主要从石油化工产品来的，控制流速、反应温度以及跟氧气的配比，燃烧在不同的条件下，控制一定的压力、流速、温度，最后达到不同的形貌，看到整个碳黑出来事实上像葡萄串一样的东西，这个东西出来以后链的长短以及链的支架多少直接影响到它的分散性能以及导电性能。我们从传统的导电碳黑，当然也可以开发出很多其他的应用方向，大家比较喜欢用的是拿干粉用，现在也开发浆料体系，分散也是比较挑战的问题，尤其大家用石墨烯、碳纳米管的时候，碳黑也有类似的问题，尤其碳黑在比表面比较高的情况下也是很难分散的。目前卡博特公司也在投入做浆料的开发工作。

我今天主要讲的是以导电碳黑为主。市面上有很多产品卖，我们产品开发的线路和大家不太一样，我们希望和大家做得不一样。不像传统想象和大家一样，低价格，我们希望的是走不一样的路线。主要有五方面做得不一样：1、控制比表面，比表面通过控制一次颗粒的大小来达到，我们可以提供最完全的手段得到更宽广的操作范围，比表面可以从几十个到一千多个，这是非常宽广的。2、调整结构，你可以看到结构还是很复杂的，从低的结构做到高的结构，有很多手段达到。3、进行纯度控制，一个是来自于原料的来源，另外一个在反应以后，生产的过程当中怎么醇化也可以做到。4、控制结晶度，导电碳黑的导电性能来自两方面，宏观是结构大小，包括支链的多少、长短，还有颗粒的大小，还有微观领域每个碳纳米球上表面微晶石墨化的程度，这是我们可以控制的。大家要谈这两。事实上要实现起来在于怎么分散，另外我们可以对表面进行适当的调控，这样可以达到比较好的分散能力，油性体系、水性体系都可以分散出来。导电碳黑设计得好、做得好是一个方面，实际应用中能不能实现是另外一码事，这里面要综合考虑。总的来说，我们在这五方面进行比较好的调控，可以达到比较好的效果。

导电碳黑的选择，事实上依赖于很多方面，和应用相关、活性材料相关，和处理浆料的制备过程也有很多关系，很难想象活性材料大小完全不一样，只有一种导电碳黑就是达到最好的效果，事实上根据你的设计是要得到高能量还是高动力，要求是很不一样的，所以必须在材料的选择上考虑到长程的导电和短程导电的匹配，达到比较好的效果。我们主要的产品线：主要是LITX来命名，新的开发的产品已经成熟，叫LITX200，用到高端产品里面去，像苹果的手机和笔记本电脑。我们又开发LITX300，这款产品在EV领域用得非常成功，甚至动力工具以及储能方面也有应用。下面会讲一些具体的数据来和大家分享。

在我讲到电芯数据的时候，有一点要强调，导电剂十月的好坏和分散的方式有很大的关系，事实上前面几届过程也讲过这个图，我有必要再讲一下，因为我发现大家拿到导电添加剂不管怎么样，通过原始配方放进去不做任何调整，这样没有达到很好的效果。如果你在正常配比情况下，我们的导电碳黑可以带来最好的流变性能，如果大家制浆的时候要达到好的浆料控制，通过其他的材料进行一定的优化，在使用卡博特产品的时候，就必须进行一定的调整，这个调整简单讲起来可以把溶剂减少，溶剂减少，浆料的年度就会提升。溶剂减少带来两个直接的好处，节省成本，因为NLP很昂贵，消耗以后要回收，回收以后再使用。制造电池过程中使用少的溶剂对厂家是很好的因素。如果溶剂减少，你的固化量提高，意味着涂布速度加快。生产的电池是每天几百万支，涂布速度加快意味着生产速度提升。大家用我们的产品可以就这方面进行更多的交流。

电芯，我们和市面上常规流行的导电碳黑进行比较，主要是不同倍率情况下容量发挥的情况，大家可以看看，使用我们的导电碳黑，基本上可以比市面上常规的其他导电碳黑用得少，也达到更好的效果。原来200系列基础上开发了更高的产品，叫LITX300，是200的提升，它的导电性有稍许提升，更重要的好处是把电极做得更厚，这样为大家带来更好的灵活性，设计更高的比能量的电池。这里面给出具体的参数，比较常规导电碳黑和LITX200和300的电性能和DCIR的情况，300的改进还是比较明显的。

我们也开发了另外一个新的产品LITX HP，左边的在导电碳黑1%的添加量和市面上拿到最好的导电碳黑进行比较，是日本主流的汽车里面用的导电碳黑产品，我们进行比较，从导电性能以及倍率放电性能以及DCIR性能来看，LITX HP在1%的情况下有很明显的优势，2%的时候，优势就不是那么明显。事实上现在导电碳黑已经取得很大的进展，用不着放那么多，1%也可以达到很好的效果。

除了导电性能，事实上大家对快速充电性能也在提升，在这方面大家可能原来更多关心到主材，事实上导电碳黑也影响到它快速的充放，这就比较了LITX HP和导电性能的比较，这是3C的情况下快充，0.5C的情况下放电放出来的，LITX HP放电容量最高。

大家可能更关注的是电池的耐久性能和循环性能，这里给出基本的进展的报告，上面这个图就显示我们在导电碳黑的市场过程中，调控它的结晶度，也可以说是石墨化程度，可以带来更稳定的表面，达到更好的循环寿命，主要是因为它跟电解液的富反应减少了。

下面的图做的是没有活性材料情况下，看看这个导电碳黑跟电解液的稳定性情况，随着结晶度的提高，跟电解液的富反应越来越少，大家很关心高温胀气的情况，很多情况和导电添加剂的食用油关系。这方面我们可以尽量帮着大家减少这方面的负面影响。

我们也开发了新的产品，石墨烯的数据，石墨烯的性能和导电碳黑相比，少量石墨烯达到相匹配的结果，甚至更好。石墨烯有阻挡效应，用多反而效果不好。用那么少，右边的图显示电极Density提高。主要的优势是体现在硅碳负极的材料当中，有些很好的应用和前景。

前面大部分是集中在正极体系，在负极体系要求对导电碳黑要求越来越高，早期做3C通信产品的时候，要求不是很高，因为充放电的倍率要求不是那么高。在EV应用领域要求越来越高，早期没有关注到这个问题，后来发现你在负极那边还是需要加一定的导电碳黑，除了增强导电性，更多的要增强它的吸液能力，维持它比较好的循环寿命。在这里面卡博特推出类似的产品，LITX 35，这款产品在水中比较好分散，可以直接用来提高石墨电极的性能。LITX 200是很有趣的产品，早期开发给正极体系，后来我们的厂商发现这个材料事实上水性体系特别好分散，分散的时候，大家跟最流行的导电碳黑比，一半的量就可以达到类似的效果。大家有兴趣的话可以试一试。LITX G300是基于石墨烯的产品，在硅碳领域有很好的前景和应用。

除了不同形貌的产品，基于不同的应用，包括负极体系，我们也开发新的复合方面的导电添加剂，除了导电碳黑，还开发新型的，包括了浆料型，这样可以进行复合，包括不同的形貌，碳纳米管、石墨烯、石墨，包括各种各样的碳材料，这样做成点线面的优化，提供比较好的效果。不管怎么样，你做出来分散是最关键的问题，所以有好材料，分散不好，照样得不到好的效果。左边的图显示了三种情况，没有分散开来，大量的导电碳黑或者其他的物质堆积在一起，这种情况下，你的导电效率是非常低的。中间的图是分散得比较好，可以看到导电碳黑控制比较好的导电网络，覆盖在活性材料表面，当然要避免过分散，有时候长久过渡分散也会造成导电网络的破坏，右边就给出了图，它在电阻的变化以及正常分散和过分散的情况，大家应该关注一下。复配的添加剂也会带来性能的优势，右边的图，不加添加剂性能比较差，3%的CNTs达到比较好的效果。

卡博特作为全球最大的谈材料公司，基于一百多年积累的经验，不断开发新的产品，现在开发了以LITX系列为主的产品，在3C的产品和EV的产品得到成功的应用。我们还在不断开发基于石墨烯和其他复合浆料新产品，我们愿意和大家一起合作，了解大家的需求，给大家提供更多的选择。谢谢大家！

主持人：非常感谢演讲嘉宾。你会加一些分散的水性材料作为正极吗？

Hanwei Lei：取决实际情况，如果是正极我们可以进行研发，在今天来说，我们只有LFP，我们还有水性材料，但是大部分正极材料是像NCM、三元材料和ICO，还有LPO的精细材料，这就取决于我们的需要。

主持人：你能不能提供PVF的分散情况？作为制造商他们大部分是做水性的，是不是有环境方面的要求、政策的要求？

Hanwei Lei：我们正在寻求水性添加剂，这个体系不断开放，我们可以做各种各样的开发和研究。主要取决于客户需求，我们对分散剂有特别大的业务，着色剂是世界上最大的市场，我们有很好的生产性能以及生产的能力，作为水性的正极分散材料，也是非常有意思的。如果有兴趣，我们有可能有这样的机会会抓住这样的机会进行开发。

（根据速记整理，未经嘉宾审阅）