将科琴黑(KB)、碳纳米管(CNT)、导电石墨KS-6等3种导电剂分别与导电炭黑sP混合，组成锂离子电池用双组分导电剂。以KB+SP、CNT+SP和KS-6+SP为导电剂的电池以1．0 c在3．0～4．2 V循环400次，容量保持率分别为94．15％、93．07％和92．30％ ；以KB+SP作为导电剂的电池，内阻最低(28．2 ml1)，化成容量最高(1 756．8 mAh)，一40℃低温下以0．5 C放电到2．5 V时，输出容量为1．31 Ah，达到常温容量的80％ 以上；以5．0 c高倍率放电(3．0—4．2 V)时，电压平台最高(3．32 V)，输出容量最大(1 458．3 mAh)。

目前，锂离子电池常用的正极活性材料为过渡金属氧化物或过渡金属磷酸盐，由于它们是半导体或绝缘体，需加入导电剂改善导电性能。导电剂的种类、用量及分布状态⋯对活性物质利用率、循环稳定性、倍率及低温放电性能影响较大。不同导电剂的特点不同，对电池的影响也有所不同；使用复合导电剂的电极，电化学性能优于使用单一导电剂 。本文作者研究了科琴黑(KB)、碳纳米管(CNT)、导电石墨KS-6分别与导电炭黑sP混合组成的双组分导电剂对锂离子电池正极性能的影响。

1 实验
1．1 电池的制备
将相同质量的KB(日本产，电池级)[或CNT(深圳产，电池级)、KS-6(广州产，电池级)]与sP(广州产，电池级)混合，制成双组分导电剂。正极活性物质钴酸锂LiCoO：(长沙产，电池级)与导电剂、粘结剂聚偏氟乙烯(厦门产，HSV900)按质量比93．5：3．O：3．5混合，以N-甲基吡咯烷酮(广州产，电池级)为溶剂，制成正极浆料。将负极活性物质石墨(长沙产，电池级)、导电剂sP、粘结剂羧甲基纤维素钠(江门产，电池级)和丁苯橡胶(淄博产，电池级)按质量比94．0：2．O：1．5：2．5混合，以去离子水为溶剂制成负极浆料。将正、负极浆料分别涂覆于20 m厚的铝箔(深圳产，99．9％)、9 m厚的铜箔(惠州产，99．8％)上，控制正、负极双面面密度分别为0．036 9 g,／cm 和0．018 7 g／'cm ，然后在120℃ 下真空(真空度<一0．08 MPa)干燥12 h，以10．5 MPa的压力辊压。正、负极片的厚度分别为0．135～0．140 mm和0．145—0．150 mln。将正极片分切成54 mm×665 mm，负极片分切成56 mm×710 mm，按本公司的生产工艺制成103465型锂离子电池。隔膜为Celgard 2325膜(美国产)，电解液为1．0 mol／LLiPF ／EC+EMC+DMC(体积比1：l：1，张家港产，电池级)，注液量为6．0 4-0．2 g。

1．2 电池性能测试
用cT．30o8w-5V10A—F高精度电池性能测试系统(深圳产)进行充放电测试，由HLTT01C高低温实验箱(重庆产)提供低温环境。
内阻及化成容量：将装配好的电池在40℃下搁置12 h，以0．20 C恒流充电至4．2 V，转恒压充电至电流为0．05 c；搁置5 min后，以0．2 C恒流放电到3．0 V；循环3次。用BVIR电池电压内阻测试仪(深圳产)对充满电的单体电池进行内阻测试。
电化学阻抗谱(EIS)测试：将正极片裁切成直径为1 cm的圆片作为工作电极，以金属锂(成都产，电池级)为参比和辅助电极，组装成三电极体系，用273 A电化学工作站(美国产)进行测试，频率为1O～ ～10 Hz，交流幅值为±5 mV。倍率性能测试：在室温下，对电池依次以0．5 C、1．0 C、
2．0 C、3．0 C及5．0 C进行放电测试，截止电压为3．0 V。每种电池样品数量均为1只。每次放完电后，电池以1 A恒流充电至4．2 V，转恒压充电至100 mA。
低温性能测试：将电池充满电后放入低温箱中平衡4 h，依次进行一2O℃、0．5 C，一20℃ 、1．0 C和一40℃ 、0．5 C低温放电测试，放电截止电压为2．5 V，每种电池样品数量均为1只。每次低温放电后，待电池温度恢复到常温，以1 A恒流充电至4．2 V，转恒压充电至100 mA。循环性能测试：在室温下以1．0 C在3．0～4．2 V循环。每种电池样品数量均为1只。
2 结果与分析
2．1 内阻及化成容量
KB+SP、CNT+sP和KS-6+SP作为导电剂的电池内阻和化成容量列于表1。

从表1可知，KB+sP作为导电剂的电池，内阻最小、化成容量最高，KS-6+sP作为导电剂的电池，内阻最大、化成容量较低。
2．2 EIS测试
不同种类导电剂正极片的三电极体系的EIS见图1。

图1中的曲线都是由中高频区的一个半圆和低频区的一条直线组成。从定性的角度来讲，圆弧半径越小，电荷转移阻抗越小，斜线斜率越小，则扩散越容易 J。从图1可知，KS-6+SP作为导电剂的正极片，电极表面的电荷转移阻抗大于KB+SP、CNT+sP作为导电剂的，且Li 在活性物质中的扩散阻抗也较大。原因可能是KB+SP、CNT+sP作为导电剂，形成了良好的导电网络，为电子在电极中的运输提供了方便的通道，进而增大了整个体系的电导率，从而改善了体系的交流阻抗性能 J。
2．3 倍率性能
电池在不同倍率下的放电曲线见图2。

从图2可知，低倍率放电时，电池的电压平台和输出容量相差不大；高倍率5．0 C放电时，KB+sP作为导电剂的电池，电压平台最高(3．32 V)且输出容量最大(1 458．3 mAh)。KB的多孔穴结构能存储更多的电解液，高倍率放电时更有利于Li 在电极中的运输，从而减轻电极极化 。
2．4 低温性能
电池在低温下的放电曲线见图3。

从图3可知，电池在一20℃下放电到2．5 V时，输出容量相差很小。KB+SP、CNT+sP和KS-6+sP作为导电剂的电池0．5 C放电的电压平台分别为3．45 V、3．41 V和3．40 V，1．0 C放电的电压平台分别为3．40 V、3．30 V和3．25 V。在一4|D℃时，KB+sP作为导电剂的电池，放电性能较好，0．5 C放电到2．5 V时，放电初期的低波电压为3．04 V，电压平台为3．06 V，输出容量为1．31 Ah，达到常温容量的80％ 以上。KB的多孔穴结构具有较大的吸液量，与sP混合作为导电剂，能较好地吸附和保持电解液，减轻极化 J，因此电池的低温放电性能较好。
2．5 循环稳定性
电池的循环性能见图4。


从图4可知，在室温下，KB+SP、CNT+SP和KS-6+SP作为导电剂的电池，循环200次时容量保持率分别为95．70％ 、95．70％ 、94．17％ ；循环400次时容量保持率分别为94．15％ 、93．07％ 、92．30％。原因可能为KB、CNT组成的结实的导电网络，使导电剂与正极活性物质的接触更紧密，在充放电过程中活性物质体积膨胀收缩变化所导致的导电剂与活性物质接触不充分的概率减少，抑制了因导电剂与活性物质不充分接触所引起的电阻增加，为电子在电极中的运输提供了方便的通道 ，改善了电池的循环性能。
3 结论
导电剂对锂离子电池的内阻和化成容量有影响。3种不同种类双组分导电剂中，KB+SP作为正极导电剂的电池，内阻最低、化成容量最高。高倍率放电时，导电剂种类对电池放电性能影响较大，KB+SP作为正极导电剂的电池，电压平台最高、输出容量最大；KB+sP作为正极导电剂的电池，低温放电性能最佳，在一40℃下以0．5 C放电到2．5 V时，放电初期的低波电压为3．o4 V，电压平台为3．06 V，输出容量为1．31 Ah，为常温容量的80％(0．5 C放电)以上。
导电剂对电池循环稳定性的影响较为明显，KB+SP、CNT+SP和KS-6+sP作为正极导电剂的电池以1 C在3．O～ 4．2 V充放电400次时，容量保持率依次为94．15％ 、93．07％ 和92．30％ 。