鋰離子電池導電劑進化階段由零維導電劑炭黑材料到一維纖維狀結構的碳納米管類材料，再到二維的片層狀結構的石墨烯材料。之前我們介紹了一維碳納米管材料和二維結構石墨烯材料，今天我們就來介紹點狀炭黑材料。
鋰電池用石墨烯10強
鋰電池用石墨烯10強
炭黑是一種無定形碳。輕、松而極細的黑色粉末，主要采用有機物（天然氣、重油等）不完全燃燒或受熱分解而得到，并通過高溫處理以提高其導電性與純度。炭黑在掃描電鏡下呈鏈狀或葡萄狀，單個炭黑顆粒具有非常大的比表面積。
炭黑是目前使用最為廣泛的鋰離子電池導電劑，炭黑顆粒的高比表面積，堆積緊密有利于顆粒之間緊密接觸在一起，組成了電極中的導電網(wǎng)絡，結構高，分支廣泛。通過覆蓋活性物質粒子，在間隙內(nèi)添加導電炭黑，正負極之間的嵌入和脫嵌活動大大提高。
鋰離子電池用的炭黑導電劑主要可以分為：SP (Super P)，科琴黑 ECP，乙炔黑。
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導電性能相對較差，添加量大，降低正極活性物質占比，全依賴進口
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目前國內(nèi)鋰離子電池導電劑還是以常規(guī)導電劑SP為主。sp導電炭黑屬于小顆粒導電炭黑，價格便宜實用，沒有儲鋰功能，只起導電作用。
1、產(chǎn)品擁有極高的純度，適中的比表面積，加工性能優(yōu)越，可以用在正負極當中。
2、在較低添加量的情況下在電極中具有良好的協(xié)同性，可以有效的改善電池循環(huán)容量及循環(huán)壽命。
3、具有高比表面積、高結構、高純凈度和導電性優(yōu)異的特點。
科琴黑只需要極低的添加量就可以達到高導電性，與其他用于電池的導電炭黑相比較，科琴黑具有獨特的支鏈狀形態(tài)，導電體導電接觸點多，支鏈形成較多導電通路，因而只需很少的添加量即可達到極高的導電率（其他碳黑多為圓球狀或片狀，故需要很高的添加量才能達到所需的電性）。
科琴黑是目前比較前沿的超級導電炭黑，目前鋰電的前10強基本都在用或者試驗。其中EC-300J主要用于鎳氫、鎳鎘電池；ECP和ECP-600JD主要用于高倍率大容量和電流密度的鋰電，其中以ECP-600JD變現(xiàn)尤為突出。
乙炔炭黑是黑色粉末狀微粒，粒徑0～500μm。相對密度1.8～2.1。不溶于水及有機溶劑。乙炔炭黑作為錳干電池的陽極材料與二氧化錳和電解液一起使用。
乙炔炭黑是由碳化鈣熱解時副產(chǎn)氣分解精制得到的純度99%以上的乙炔,經(jīng)連續(xù)熱解后得到的炭黑。將反應爐內(nèi)部升溫至乙炔分解起始溫度800℃以上后,導入乙炔開始進行熱分解。反應溫度應保持在1800℃左右。爐內(nèi)溫度可通過反應爐外筒水冷夾套進行控制。
炭黑生產(chǎn)方法有爐法、接觸法(主要為槽法和無槽氣法)和熱解法。
將氣態(tài)烴、液態(tài)烴或其混合物作為原料，供以適量的空氣，在反應爐內(nèi)形成密閉的湍流系統(tǒng)，一部分原料烴和空氣燃燒放熱，爐內(nèi)形成高溫環(huán)境，使得另一部分裂解產(chǎn)生炭黑。生成的炭黑懸浮在煙氣中，經(jīng)冷卻、過濾、收集、造粒為產(chǎn)品。
使用氣態(tài)烴為主要原料的稱為氣爐法，使用液態(tài)烴為主要原料的稱為油爐法。
槽法是以天然氣為原料，通過數(shù)以千計的瓷質火嘴，在自然通風的"火房"內(nèi)與空氣進行不完全燃燒，形成魚尾形的擴散火焰，其還原層與緩慢往復運動的槽鋼相接觸，使裂解生成的炭黑沉積在槽鋼表面，通過設置在漏斗上的刮刀，將炭黑刮下，落入漏斗內(nèi)，而后用螺旋輸送器輸出、造粒為產(chǎn)品。
因其原料主要使用以甲烷為主的天然氣或煤層氣，故又稱為天然氣槽法炭黑。
熱裂法是一種不連續(xù)的炭黑制造方法，每條生產(chǎn)線設置兩臺內(nèi)襯耐火材料的反應爐。運轉時，先將天然氣和空氣通入一臺爐內(nèi)進行燃燒，加熱耐火材料，達到一定溫度后，停止通入空氣，使天然氣在隔絕空氣的條件下，受熱裂解生成炭黑。
當一臺爐內(nèi)進行燃燒時，另一臺爐內(nèi)進行裂解，直到溫度降低到一定溫度后再進行燃燒加熱，如此循環(huán)不斷地進行生產(chǎn)。產(chǎn)出的炭黑和煙氣一道，經(jīng)過冷卻、收集、造粒為產(chǎn)品。
卡博特炭黑創(chuàng)建于1882年的美國卡博特公司，為美國500強企業(yè)，是一家專業(yè)生產(chǎn)特殊化工產(chǎn)品和特種化工材料的全球性跨國公司，總部位于美國波士頓，在世界五大洲21個國家擁有36家生產(chǎn)企業(yè)，其經(jīng)營范圍包括炭黑、氣相法二氧化硅、噴墨墨水顏料色漿、特種金屬材料、納米膠、塑料色母粒以及特種鉆井流體等。2003年12月，經(jīng)中國商務部獲準，卡博特(中國)投資有限公司在上海成立。
2. 歐勵隆（原贏創(chuàng)德固賽）- 德國
作為全球最大特種炭黑生產(chǎn)商，歐勵隆工程炭集團在炭黑行業(yè)擁有超過150年的經(jīng)驗，歐勵隆于2018年底完成對法國乙炔黑制造商SN2A的收購，生產(chǎn)以高導電性和導熱性著稱的超純特種炭黑產(chǎn)品，并加大對德國和中國研發(fā)中心在電池應用領域的投資，豐富其在鋰離子電池市場的產(chǎn)品布局。歐勵隆工程炭公司(Orion)已完成對青島贏創(chuàng)化學有限公司股份的收購，從而實現(xiàn)對該公司的全資控股，贏創(chuàng)德固賽碳黑正式改名為歐勵隆碳黑。
歐勵隆不斷推出更多優(yōu)異性能的鋰電池用炭黑導電劑，滿足鋰電池市場差異化的需求。
以下為兩種鋰電池炭黑導電劑：PRINTEX? kappa 100，PRINTEX? kappa 10。
博拉炭黑是全球最大的高品質炭黑添加劑制造商和供應商，是市值483.0億美元的阿迪亞博拉集團的旗艦公司。160多年以來，博拉炭黑一直站在炭黑行業(yè)的最前沿，遍布5大洲的12個國家，擁有16處生產(chǎn)工廠，年均綜合產(chǎn)能超過200萬噸。
益瑞石集團（Imerys）總部設在法國巴黎，是一個擁有豐富礦產(chǎn)資源的上下游一體化國際集團，致力于工業(yè)礦產(chǎn)的開采與加工，產(chǎn)品廣泛應用于造紙、油漆涂料、塑料、陶瓷、研磨材料、耐火材料以及建筑材料等，該集團在歐洲、北美、拉丁美洲、亞洲、非洲各地開采工業(yè)用礦，并以專業(yè)技術進行增值加工，遍布全球47個國家的礦區(qū)及生產(chǎn)基地，260個生產(chǎn)或銷售網(wǎng)點，7家研發(fā)中心以及18個特殊技術實驗室，員工總數(shù)超過16000人。目前集團在華擁有26家企業(yè)，遍布12個省市，員工總人數(shù)近兩千人,HR使用人數(shù)近40人。
三菱化學公司是一家綜合公司，由三菱化成公司和三菱油化有限公司于1994年10月1日合并而成。三菱化學的銷售額在日本化學行業(yè)中居于首位。三菱化學公司是日本最大的化學公司。公司通過其三個主要部門提供其廣泛產(chǎn)品：功能材料和塑料產(chǎn)品（包括信息及電子產(chǎn)品、專業(yè)化學制品、制藥）；石油化工；碳及農(nóng)業(yè)產(chǎn)品。
三菱化學利用油爐法來進行生產(chǎn)（爐法炭黑）。以石油類和煤炭類燃料油為原料，將其噴射到高溫氣體中，通過使其不完全燃燒來制取炭黑。
江西黑貓?zhí)亢诠煞萦邢薰鞠稻暗骆?zhèn)黑貓集團在相關多元化發(fā)展背景下，將炭黑作為資源綜合利用產(chǎn)品開發(fā)，于 2001 年 7 月組建的股份有限公司，是中國第一家由國有資產(chǎn)控股、 通過市場運作單一炭黑產(chǎn)品上市的公司。
中昊黑元化工研究設計院有限公司（簡稱炭黑院），是原化工部直屬科研院所，1965年響應國家三線建設號召，從遼寧撫順內(nèi)遷至四川自貢組建而成，1999年隨國家242家科研院所轉制為科技型企業(yè)，2015年改制設立有限公司，現(xiàn)為中國中化控股有限責任公司全資子公司。
炭黑院是中國炭黑行業(yè)唯一集科研、設計、生產(chǎn)、服務為一體的國家級高新技術企業(yè)，擁有國家炭黑材料工程技術研究中心、國家炭黑質量檢驗檢測中心、炭黑行業(yè)技術開發(fā)中心、炭黑及淺色補強材料標準化歸口單位、炭黑行業(yè)信息及培訓中心，以及石油和化工行業(yè)環(huán)保工程中心、四川省特種炭黑制備與應用技術工程研究中心。
焦作市和興化學工業(yè)有限公司始建于1964年，專業(yè)生產(chǎn)乙炔黑（又稱乙炔炭黑），以及電石、雙氧水、氧氣、溶解乙炔等產(chǎn)品。主導產(chǎn)品“黑環(huán)牌”乙炔黑自1967年開始生產(chǎn)，年產(chǎn)能力15000噸，產(chǎn)品規(guī)格齊全，有0、25%、50％、75％、100％壓縮品、造粒品（球形顆粒），是良好的導電、導熱、著色、補強材料，廣泛應用于干電池、鋰電池、蓄電池、電子元件、導電橡膠、塑料、硅膠、傳導體、電纜屏蔽料、礦用傳送帶、磁帶涂膜、密封劑、油漆、墨水、顏料、涂料、潤滑油、特種輪胎等行業(yè)。
龍星化工股份有限公司創(chuàng)建于1994年1月，總部位于河北省沙河市東環(huán)路龍星街1號，是一家專業(yè)從事橡膠用炭黑生產(chǎn)的上市公司，可生產(chǎn)N系列二十余種型號炭黑產(chǎn)品以及高分散白炭黑產(chǎn)品。20多年來，堅持技術研發(fā)、節(jié)能環(huán)保、清潔生產(chǎn)，是以優(yōu)質、綠色、安全為主旨的炭黑生產(chǎn)企業(yè)。公司擁有六家全資子公司，員工1300余人，目前具備年產(chǎn)炭黑46萬噸、白炭黑3.5萬噸、發(fā)電66MW、炭黑油16萬噸以及聚偏氟乙烯產(chǎn)品2000噸，另外配套塑編產(chǎn)品和倉儲服務等。
山西永東化工股份有限公司成立于2000年，于2015年5月19日在深交所中小板掛牌上市(股票代碼002753)。公司位于山西省稷山縣西社新型煤焦化工業(yè)園區(qū)，是一家基于對煤焦油資源深入研發(fā)及應用的股份制高新技術企業(yè)，致力于高品質炭黑產(chǎn)品、煤焦油精細加工產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)。
資料來源：各公司官網(wǎng)，炭黑產(chǎn)業(yè)網(wǎng)，個人圖書館，電池中國網(wǎng)等
原文始發(fā)于微信公眾號（鋰電產(chǎn)業(yè)通）：鋰電池用導電劑炭黑10強
