炭黑產(chǎn)業(yè)網(wǎng)據(jù)先進(jìn)電池材料消息，2022年7月12日-13日，第六屆新型電池正/負(fù)極材料技術(shù)國際論壇The Sixth International Forum on Cathode & Anode Materials for Advanced Batteries(ABCA-6)在蘇州順利成功召開。本屆研討會(huì)由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)、中國電子科技集團(tuán)公司第十八研究所共同主辦，中國科學(xué)院物理研究所、中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所、中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所作為特別支持單位，由先進(jìn)電池材料/北京中聯(lián)毅暉國際會(huì)展有限公司承辦，本屆會(huì)議并得到了中信金屬、卡博特(Cabot)、賽默飛世爾(Thermo Fisher)、范群干燥、林德中國(Linde China)BYK、盛禧奧聚合物(Trinseo Polymers)、奧科希艾爾(OCSiAl )、瑞固新能、山東精工、百利鋰電、蘇凈集團(tuán)等贊助單位的支持。本屆會(huì)議邀請了來自國內(nèi)外汽車產(chǎn)業(yè)、鋰離子電池及相關(guān)兩大大電池主材(正極、負(fù)極、導(dǎo)電劑、添加劑)、鋰電池等配套相關(guān)設(shè)備、大專院校、科研院所等300多家單位，本屆會(huì)議雖然遇到了蘇州酷暑(40℃以上的罕見高溫)、上海和無錫兩地疫情，仍然有800位嘉賓出席了此次國際論壇。會(huì)議共安排了17場分會(huì)60多篇報(bào)告三個(gè)圓桌討論會(huì)分別在第一天的主會(huì)場、第二天的三個(gè)分會(huì)場舉行。

在2022ABCA-6，Session6“鋰離子電池正負(fù)極功能添加劑的最新發(fā)展與應(yīng)用專題”分論壇主題上，來自卡博特(中國)投資有限公司 應(yīng)用開發(fā)研究員 孔濤先生做了“導(dǎo)電劑發(fā)展趨勢：客制化的復(fù)配漿料”的主題演講。

卡博特(中國)投資有限公司 應(yīng)用開發(fā)研究員 孔濤先生

今天我匯報(bào)的內(nèi)容有兩方面，一方面是介紹卡博特公司，另一方面是介紹電池材料部門、導(dǎo)電劑以及我們近期所做的開發(fā)和研究。

卡博特是歷史比較久的公司，今年剛好是140年，總部在美國波士頓，我們在全球20多個(gè)國家有35個(gè)制造基地，其中在中國現(xiàn)在有8家工廠，我們一些業(yè)務(wù)在全球來看都是名列前茅的。這一段時(shí)間在做新產(chǎn)品開發(fā)，核心關(guān)注兩個(gè)方向，一個(gè)方向是能夠跟客戶做一些合作和溝通，從客戶開發(fā)方向上出發(fā)，從客戶新的需求方面制定我們的開發(fā)方向，從而滿足行業(yè)對于下一代碳導(dǎo)電劑的要求。另一方面我們也非常關(guān)注可持續(xù)發(fā)展，這也是我們公司比較重要的目標(biāo)。現(xiàn)在我們做新的產(chǎn)品開發(fā)或者項(xiàng)目開發(fā)，可持續(xù)發(fā)展的判定是非常重要的，如果判定不符合可持續(xù)發(fā)展要求，我們項(xiàng)目在內(nèi)部是不能立項(xiàng)的。

下面我就介紹一下我們在鋰電池行業(yè)的主要的導(dǎo)電劑方面的情況。我先介紹一下電池部門，后面會(huì)介紹一下LITX，ENERMAX產(chǎn)品。最后簡單介紹一下碳導(dǎo)電劑在干法電極里面的初步研究。

這是卡博特電池材料業(yè)務(wù)全球布局，從我們的業(yè)務(wù)名稱上也可以看出我們做的是電池材料，鋰電池是我們的重點(diǎn)領(lǐng)域，鋰電池里面導(dǎo)電炭黑，碳納米管，除了導(dǎo)電劑，我們還有氣相法氧化鋁，可以用于高鎳正極涂覆或者在比較特殊的隔膜材料里面做一些陶瓷涂敷。除了鋰電，在鉛酸鋰電、氫燃料電池催化劑領(lǐng)域也有新的產(chǎn)品開發(fā)和應(yīng)用。

我們的業(yè)務(wù)是在全球，為了更好的跟客戶的合作和提供支持，我們同時(shí)在全球范圍之內(nèi)有研發(fā)中心和生產(chǎn)基地，研發(fā)中心現(xiàn)在有3個(gè)，中國有兩個(gè)，分別是上海、珠海。另一個(gè)在美國總部，現(xiàn)在主要做一些前沿性的開發(fā)，例如固體電池、干法電極工藝、水性漿料等方面，后續(xù)研究有初步結(jié)果，我們再跟大家分享。今天我會(huì)簡要介紹一下干法電極工藝方面的工作。

我們的生產(chǎn)基地在全球也是分布在不同地區(qū)，中國天津我們有兩個(gè)工廠，在歐洲和美國都有，這樣全球的布局能夠更好的滿足和支持客戶全球化的發(fā)展。因?yàn)楝F(xiàn)在鋰電客戶都是在做全球布局，我們在全球研發(fā)中心，生產(chǎn)基地能夠滿足客戶的需求。

另外再介紹一下天津的兩個(gè)工廠，年初從報(bào)道里面了解到我們收購了一家炭黑工廠東海炭素工廠，另一家是我們原本天津的炭黑工廠，現(xiàn)在天津炭黑工廠可以提供導(dǎo)電炭黑，也跟一些客戶達(dá)成了很好的合作，我們收購的東海炭素工廠在明年年底第一條產(chǎn)線改造完畢。天津原有工廠現(xiàn)有產(chǎn)能1.5-2萬噸/年，東海炭素產(chǎn)能一條線是1.5萬，一共有三條線，我們后續(xù)會(huì)根據(jù)市場需求不斷地改造現(xiàn)有產(chǎn)線能夠生產(chǎn)我們鋰電行業(yè)使用的炭黑。

下面我就介紹一下導(dǎo)電劑方面的情況。導(dǎo)電劑是一個(gè)小材料，一個(gè)輔材，但是同時(shí)也有很大的作用。從導(dǎo)電劑來看，我們這邊有三類材料，導(dǎo)電炭黑LITX系列，碳納米管ENERMAX系列，碳納米結(jié)構(gòu)Carbon nanostructures系列，CNS構(gòu)成的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)比普通的同細(xì)度的碳管更好一些。碳管發(fā)展趨勢有三個(gè)方面：高導(dǎo)電性，高長徑比，低成本，最終目的希望有更好的導(dǎo)電性。我們現(xiàn)有碳管有幾個(gè)系列，1系列，3系列，5系列，6系列，6系列相對來說是做的比較細(xì)的了。

這里簡單介紹一下6系列，我們對不同的碳管做了導(dǎo)電滲透曲線的對比，隨著管徑逐漸增大，在同樣添加量條件下可以看到管徑變細(xì)，導(dǎo)電性明顯變好。我們對比了達(dá)到同樣低的極片電阻條件下，不同的碳管添加量，6系是0.3%，如果到2和3系列用的量相對比較多一些，從這個(gè)上面來看，碳管更細(xì)一些導(dǎo)電率有明顯的提高。下面我們也跟同管徑競品做了對比，確實(shí)我們的產(chǎn)品在一些應(yīng)用里面比同管徑的競品表現(xiàn)性能有一些優(yōu)勢。

我們還做了炭黑和碳管復(fù)合漿料的工作。我們的題目是定制化混漿料的匯報(bào)，但是由于疫情原因，有些數(shù)據(jù)還沒準(zhǔn)備充分，下次會(huì)議的時(shí)候再跟大家分享更多的細(xì)節(jié)。這里我口頭跟大家匯報(bào)一些工作，我們做了一些研究，也跟客戶這邊做了一些開發(fā)(定制化)，我們做的碳管和炭黑復(fù)合漿料確實(shí)比傳統(tǒng)的工藝可以提高效率，降低合漿的時(shí)間，根據(jù)不同的工藝用復(fù)合漿料，比起用粉體來看基本上是10%-20%合漿時(shí)間的節(jié)約，在導(dǎo)電性方面也有所提高。鄭博士也提到分散對導(dǎo)電性的重要性，我們做了預(yù)分散以后確實(shí)導(dǎo)電性有所提高，從我們數(shù)據(jù)來看，比單用極片電阻能降低20-30%。

另外復(fù)合漿料給我們帶來了靈活性，我們現(xiàn)在用的傳統(tǒng)炭黑都是低比表高結(jié)構(gòu)的炭黑，其實(shí)導(dǎo)電性更好的炭黑是高比表高結(jié)構(gòu)的炭黑，為什么我們大部分都沒有用高比表高結(jié)構(gòu)呢?就是因?yàn)榉稚⒌膯栴}，分散不了的話就體現(xiàn)不出它的性能。如果我們?nèi)プ鰪?fù)合漿料會(huì)把炭黑和碳管復(fù)合分散在一起，這樣就給我們帶來更多的靈活性，不僅可以分散低比表的炭黑，也可以分散高比表的，這樣對后期高性能電池開發(fā)有些幫助。

這是6系列跟同管徑競品做的對比，第一個(gè)是在常溫下1C充放電循環(huán)，大概充放電800周的時(shí)候我們稍微高一點(diǎn)，第二個(gè)是高溫45度的循環(huán)，我們在400周以后有明顯的優(yōu)勢了。第三個(gè)是60度儲存以后容量保持率和電壓降。

下面我介紹一下干法電極，干法電極現(xiàn)在是一個(gè)比較大的趨勢，可能很多國內(nèi)客戶也在做。我們美國的同事也在做一些工作，和美國一家電池公司在合作。為什么做干法電極呢?干法電極工藝可以降低成本，不用NMP，環(huán)保要求，另外可以做比較厚的電極，從而提高能量密度。

下面是不同的工藝，傳統(tǒng)的我就不介紹了，大家都很了解。干法工藝這是美國某公司用的，跟我們做一些合作，他是用雙螺桿把導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑和活性材料捏合作出片層，再用熱壓形式壓到集流體上面去，這個(gè)工藝比其傳統(tǒng)來講確實(shí)也存在很大的挑戰(zhàn)性，比方說我們需要很高的活性材料含量要高于97%，導(dǎo)電性要求不能比傳統(tǒng)的方法低，所以怎么提高它的導(dǎo)電性也是比較有挑戰(zhàn)的。需要工藝助劑，從而保證在較低的粘結(jié)劑含量下有較高的電極強(qiáng)度，這幾個(gè)方面都需要去優(yōu)化和研究。

我們是剛剛開始，由于涉及到保密協(xié)議，我們沒辦法提到太多細(xì)節(jié)方面。我們在開發(fā)不同的碳材料，卡博特炭黑比表面積從幾十能做到一千多，吸油值從幾十到幾百都可以做，所以什么樣的碳材料適合干法工藝，我們也在初步的研究，也有一些初步結(jié)論，比如說適合美國這個(gè)工藝的。國內(nèi)可能因?yàn)橐恍┰蛴玫墓に嚩疾灰粯?，我們也希望跟國?nèi)的客戶做一些深度的交流和合作，我們也可以定制化開發(fā)一些適合國內(nèi)干法工藝的導(dǎo)電劑，包括炭黑和碳管。

簡單介紹一下，這邊我們用了幾種不同的導(dǎo)電劑，可以看到A和B都在強(qiáng)度方面有所提高，在電阻率方面有所降低，炭黑可以使Binder粘結(jié)劑纖維化，從而提高電極的導(dǎo)電性和強(qiáng)度。我們干法電極也是剛剛開始這兩頁P(yáng)PT希望能夠起到拋磚引玉的作用，后期如果有同仁在做這方面的工作或者遇到導(dǎo)電性方面的問題，我們都可以交流，也可以定制化做一些開發(fā)研究工作。

總結(jié)一下，卡博特能做炭黑、碳納米管，石墨烯和碳納米結(jié)構(gòu)全系列產(chǎn)品。我們在亞太、美國、歐洲都有工廠和研發(fā)中心來支持客戶的國際化發(fā)展。可持續(xù)發(fā)展也是很重要的話題，尤其是下游汽車領(lǐng)域倒推傳導(dǎo)到電池領(lǐng)域再到我們材料的領(lǐng)域都會(huì)講可持續(xù)發(fā)展，我們也一直在做這方面的工作。ENERMAX6系列是一款性能上比較優(yōu)越的碳納米管。干法工藝我們也希望在國內(nèi)做一些工作。

我匯報(bào)到此結(jié)束，謝謝。

中科院寧波材料所程亞軍研究員(主持人)：感謝孔濤博士做的精彩報(bào)告，下面我們看看觀眾有沒有什么問題。

提問：我想問一下，因?yàn)榻趪鴥?nèi)有些公司對導(dǎo)電炭黑做一些國產(chǎn)化工作，我不知道您怎么看待導(dǎo)電炭黑在生產(chǎn)過程當(dāng)中有哪些比較難的工藝，現(xiàn)在國內(nèi)還沒有突破。

孔濤：我這邊是做應(yīng)用開發(fā)，可能和前端炭黑生產(chǎn)了解還不是特別透徹。我可以從經(jīng)驗(yàn)方面談一下，現(xiàn)在炭黑的生產(chǎn)已經(jīng)很普通了，基本上很多公司都可以做，現(xiàn)在有挑戰(zhàn)的地方是炭黑的穩(wěn)定性，因?yàn)槲以陔姵?、涂料、粘結(jié)劑等做過，所以一個(gè)材料的穩(wěn)定性確實(shí)是很重要的，如果不穩(wěn)定的話，可能會(huì)給客戶帶來很大的影響。