5月24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。中国台湾LiS Energy Co.Dr.Meng-Lun,Lee在技术交流会上发表主题演讲。以下是演讲正文：

感谢您的介绍，今天跟大家分享平时我们在电池里面应用多种不同碳添加剂，碳材真正在电池中的应用。传统上是用添加剂作为导电部分，现在添加剂的种类越来越多。

今天要跟大家分享我实际上做的一些成果，针对单一的碳材与多重碳材应用上在不同活物电池里面的差异以及好处。所有的研究都是在软包装的电池里面做的，这个软包装电池都是在1安时以上的。这里面会包含在NMC、LFP、LCO、石墨、C级材料里面的应用，针对多重性的纳米碳材的应用。

上面这三张图大家可以看到，是传统型电极的组成，里面只有NMC，PVDF、Super P Li，活物跟活物之间有非常大的空隙，会影响到导电的网络。下面这三张图，有纳米探管，我们知道Super P Li和纳米探管都是帮助电子导电的部分。这个照片可以看到，纳米探管批附在表面，保证了电极的导电度，后面会有很多的应用来证明这个做法。

这是一个NMC，刚刚在照片里面看到的电极所做成的电池，大约是5安时到6安时的电池，是一个软包电池。我们做了两个配比的比较，一个是只含有单纯的Super P Li，另一个是含有多孔碳或纳米碳的配方。在电极的loding上有不同，由于我们加了孔，可以帮助电池的压挤密度，我们可以在电极上增加比较多的秘密度，增加了秘密度，又可以把他压到比较高的压实密度，可以使得体积不会有太大的变化。所以可能提高它的体积能量密度。因为多重性碳的加入，也会让它的导电度上增加，于是一样也是有增加的好处。大家可以看这个充放电图（PPT），这里面有0.2c、1c、2c和3c的放电图，3c对于这颗电池来讲是达到15安倍的放电。实线的部分是只含有Super P Li的电极的特性，虚线部分就是多重性的纳米添加的特性。可以发现到了3c的时候，电压平台有一个非常明显的上升，所以说电压也能够上升，容量也能够上升，体积能够维持不变的状态下，就可以提升它的能量密度。

下一个部分是属于在磷酸铁锂用碳添加剂，它有很大的表面，我们要加入很多的PVDF去黏它，如果不用LFP，这样二言PVDF降下来，活物可以升高，在同样的状态下，也可以使得它容量增加，因为它的活物增加了。在右边（PPT）0.2c的状态下可以从1100多毫安时提升到1200毫安是，能量密度也是增加。下面这个图左边是0.2c的放电，右边是1c的放电，0.2c的放电，平台上没有太大的差别，因为活物的增加导致能量的增加。能量在电压平台上有比较的大差异，这样一来可以更多的提升重量能量密度以及体积能量密度。

接下来是直接把LFP的电池进行5c的放电，三者的差异就更明显了，我们可以看到只含有Super P Li加CNT，我们可以看到这个复合型的碳的添加电极可以在5c的状态下德国最好的电性能，是一个最好的状态，所以电压平台是属于比较高的，就可以维持大比较高的能量密度。

接下来是锂钴的部分，一样是以Super P Li跟纳米碳管的组合比较，差异是不大的。因为Super P Li的用量是需要比较大的，PVDF也比较多，CND加PC的状态下活物可以提升到98%，整体的导电碳量就下降了，PVDF也是下降了。可能大家会担心如果说导电加这么多的活物是不是会使导电变差，看0.2c的图（PPT），比较高的活物并没有使它有太多的下降。同时，在右边1c的图上可以发现，在比较大的电流到了1c的状态下，CNT加（英文）的配方下得到比较高的导电度，同时它也是比较小的。在这个状态下，首先正确了活物的百分比，接着增加了压实密度，最后增加了体积能量的密度，这是一颗6安时左右的电池，重量能量密度到250，体积能量密度到666。

这是在石墨负极的状态，这边我们是使用一个比较低阶的石墨，没有改质的。要分析Super P Li的添加和碳添加剂的影响（PPT），整体的导电量是一样的。但是大家可以看到，这个图上我们是使用5c去循环，如果是0.2c的循环不可能有这么大的状态。所以说，5c的循环下，我们可以看到只有Super P Li添加的衰减是非常严重的。为什么会产生这个问题？因为Super P Li是属于小的纳米颗粒，成为导电网络的机制是把这些颗粒都一个个接起来成为一个长长的网络。在重复充放电的过程中，尤其是大电流，可能会使颗粒彼此分开，导电网络就分开了，没有这个功能。如果用纳米碳，海绵型的碳球有弹性，不会分开，就不会在大电流充放电有衰减的部分。

接下来一个比较新的研究部分，C级的贪财，两种不同配比的电池，1安时和3安时的软包电池，每克可以发挥多少容量的数字来比较，可以发现同样配比的正极，Super P Li跟PVDF是正极，我们就不做什么改良，负极的部分，这个C级的负极活物不是三千的那种，也不是1500的那种SIO，C只占了5%，石墨占95%，理论电容量应该是在430-450的商用化的C级材料来的活物。可以看到，在左边负极里面只有Super P Li的添加，右边这里面有了CNT，也有Super P Li，也有复合的碳添加。在这样的状态下，大家可以看一下放电曲线，左边的放电曲线是衰减的非常快，几乎没有看到平台的状况，这就显示导电度比较不好的状况。右边的图可以看到，随着也是很斜，但至少有了微微的像平台的东西，它的导电度有提升了。

左边这个表可以看到（PPT），左边的配方正极发挥只剩下145，对商业来说太低了。右边这个是比较正常的水准，是160毫安/克。重重性的碳在C级负极里面的应用，帮助到了整个电池的发挥，还有它的导电度。

在C级材料上，应用了含有porous carbon，在软报电池中，在3.3安时的软包电池中，实体是在照片上的这些电池所跑出来的（PPT），3安时的电池都是规格化的电池，不是用手剪出来的形状，都是产品的样子。黑线有2%的的添加，在1c的状态下，600圈的时候有porous carbon是82左右，如果没有这样的改良是在62左右。右边那边是0.5c的状态，0.5c的膨胀就没有那么严重，有porous carbon就是8%，有添加porous carbon，是可以得到比较好的循环寿命。

下面就是测量参数，因为这个电池的长宽是不会变的，所以就是借由测量它的厚度的改变来计算出它的体积改变，因为有这样的改良，在C级的负极，尤其是应用在软包的电池里面是一个很大的进步跟发现。

在NMC里面有了这种多重型的porous carbon跟CNT的应用，可以发现在LFP里面能量密度的增加是由于活物的增加，在锂钴氧里面，起到体积能量密度增加的作用，使用复合型的碳，因为活物的增加以及压实密度的增加。只有Super P Li的实物电极使得网络断裂使得循环寿命下降。在porous carbon的添加下，C级的材料可以增加导电度，循环寿命可以抑制C级材料的膨胀，让它在软报电池中有应用的可能性更大。

（根据速记整理，未经嘉宾审阅）