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2021年，新能源車出貨量大幅增加，讓鋰電池登上了“風(fēng)口浪尖”，正負(fù)極材料、隔膜、電解液相繼成為市場(chǎng)關(guān)注的熱點(diǎn)，當(dāng)我們?cè)谟懻撊獎(jiǎng)恿﹄姵?、磷酸鐵鋰電池時(shí)，不禁要問(wèn)，除了材料本身特性之外，鋰電池性能提升的推動(dòng)力是什么？導(dǎo)電劑又在其中扮演著什么“角色”？

首先，我們來(lái)了解下什么是導(dǎo)電劑？導(dǎo)電劑，屬于建立電極導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，加速電子移動(dòng)速率的一種材料，僅占鋰電池整體制造成本的2%，但在提升鋰電池倍率性、循環(huán)壽命方面發(fā)揮了不小的作用。根據(jù)材料結(jié)構(gòu)的不同及與活性物質(zhì)接觸方式的不同，分為炭黑類導(dǎo)電劑（包括SP、KB、乙炔黑）、導(dǎo)電石墨類導(dǎo)電劑、氣相生長(zhǎng)碳纖維VGCF、碳納米管導(dǎo)電劑CNT、和石墨烯導(dǎo)電劑（GN）五大類。
由上圖可以看出，雖然傳統(tǒng)炭黑類、石墨類導(dǎo)電劑等具有吸液性好、顆粒度較大等優(yōu)勢(shì)，但在粒徑、纖維長(zhǎng)度、比表面積、電導(dǎo)率等指標(biāo)上表現(xiàn)不如新型導(dǎo)電劑CNT和GN，且傳統(tǒng)導(dǎo)電劑90%依賴進(jìn)口，添加量也大，性價(jià)比不如傳統(tǒng)導(dǎo)電劑。

（一） 炭黑類導(dǎo)電劑

在掃描電鏡下呈鏈狀或葡萄狀，單個(gè)炭黑顆粒具有非常大的比表面積，有利于電解質(zhì)的吸附而提高離子電導(dǎo)率，比石墨有更好的導(dǎo)電能力。炭黑類導(dǎo)電劑以SP（SUPER P Li）為主，科琴黑具有獨(dú)特的支鏈狀形態(tài)，能形成較多導(dǎo)電通路，因而只需少量就可達(dá)到極高導(dǎo)電率，其他炭黑多為圓球狀或片狀，需要較大添加量才能達(dá)到所需電性。炭黑類導(dǎo)電劑超九成依賴進(jìn)口，市場(chǎng)上主流的傳統(tǒng)導(dǎo)電劑主要來(lái)自于美國(guó)卡博特（Cabot）、瑞士特密高（TIMCAL）、日本獅王（Lion）、日本電氣化學(xué)和日本昭和電工等企業(yè)。

（二） 導(dǎo)電石墨類導(dǎo)電劑

石墨導(dǎo)電劑基本為人造石墨，與負(fù)極材料人造石墨相比，具有更小的顆粒，一般為3~6μm，顆粒之間呈點(diǎn)接觸形式，具有更好的壓縮性和分散性，一般配合炭黑使用。KS6、KS15、KS44、SFG6、SFG15是常見(jiàn)的幾種石墨導(dǎo)電劑。

（三） VGCF

氣相生長(zhǎng)碳纖維VGCF，是由石墨烯片卷成的無(wú)縫圓錐面堆疊而成，類似鯡魚(yú)骨的形狀，因結(jié)晶度低、導(dǎo)電性差，各項(xiàng)性能均劣于CNT。

（四） 碳納米管導(dǎo)電劑CNT

CNT是由石墨烯片層沿軸線卷曲而成的無(wú)縫、中空的管狀材料。CNT根據(jù)片層數(shù)又分為單壁碳納米管和多壁碳納米管，單壁碳納米管是各碳納米管生產(chǎn)企業(yè)未來(lái)研發(fā)的方向。碳納米管生產(chǎn)企業(yè)采用的均是氣相沉積法（CVD）技術(shù)路線，化學(xué)氣相沉積法又包括流化床工藝、固定床工藝、移動(dòng)床工藝、浮游催化劑法等。國(guó)際上，天奈科技和德國(guó)Bayer采用的是流化床工藝，美國(guó)Hypersion、法國(guó)阿科瑪（Arkema）、卡博特（深圳三順納米）、深圳納米港采用的是固定床和移動(dòng)床工藝，日本昭和電工株式會(huì)社采用的是浮游催化劑法。
碳納米管導(dǎo)電漿料制備工藝流程：
由上圖可看出，碳納米管存在2個(gè)技術(shù)壁壘，即：碳納米管粉體合成階段CVD催化劑體系的開(kāi)發(fā)及構(gòu)建，和碳納米管漿料制作過(guò)程中的分散技術(shù)，催化劑是影響碳納米管質(zhì)量的主要因素。同時(shí)，CNT制作過(guò)程中的技術(shù)壁壘形成了行業(yè)集中度高的特點(diǎn)，具體如下圖所示：
2020年中國(guó)碳納米管導(dǎo)電漿料市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局（出貨量）： CNT上游行業(yè)包括設(shè)備供應(yīng)商和原材料供應(yīng)商兩大類。其中設(shè)備供應(yīng)商主要提供各類工具、機(jī)器設(shè)備等；主要原材料包括NMP、丙烯、分散劑、液氮等化工產(chǎn)品，其中NMP占導(dǎo)電劑成份的94%-95%，占據(jù)CNT成本的70-80%，對(duì)導(dǎo)電劑的價(jià)格起著決定性作用。CNT導(dǎo)電劑適用于正極如三元、鈷酸鋰、磷酸鐵鋰等不同體系和硅基負(fù)極等，主要應(yīng)用于三元電池。

（五）石墨烯導(dǎo)電劑GN

GN，屬于二維碳納米材料，由石墨制成，號(hào)稱“新材料之王”，是最薄的材料，僅有一個(gè)原子層；是強(qiáng)度最大的材料，理論上強(qiáng)度比鋼強(qiáng)韌200倍；是導(dǎo)電性最好的材料，電導(dǎo)率是銀的1.6倍；是導(dǎo)熱性最好的材料，熱導(dǎo)率是銅的13倍。但因GN的二維片狀結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)Li+產(chǎn)生位阻效應(yīng)，單獨(dú)使用時(shí)效果較差，所以一般與碳納米管復(fù)合應(yīng)用于磷酸鐵鋰電池。

GN企業(yè)主要采用氧化還原法和化學(xué)氣相沉積法進(jìn)行宏量制備，主要生產(chǎn)企業(yè)有：中泰化學(xué)、青島昊鑫、鴻納（東莞）新材料科技有限公司和廈門凱納石墨烯技術(shù)有限公司等。

導(dǎo)電劑市場(chǎng)前景展望：

2020年國(guó)內(nèi)鋰電池市場(chǎng)仍以常規(guī)類導(dǎo)電劑為主，CNT作為新型導(dǎo)電劑，能更好提升鋰電池能量密度、倍率性，且導(dǎo)電性能更好，國(guó)內(nèi)滲透率不足50%。隨著電池高鎳化、鐵鋰回潮，CNT的滲透率及用量將穩(wěn)步提升，預(yù)計(jì)2021年全球CNT導(dǎo)電漿料需求11萬(wàn)噸，對(duì)應(yīng)市場(chǎng)空間超30億元，預(yù)計(jì)到2025年全球碳納米管漿料需求將近50萬(wàn)噸，2020-2025年需求復(fù)合增速將近60%。

原標(biāo)題：鋰電池性能提升的“幕后推手”是誰(shuí)？