(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211028125.6 (22)申请日 2022.08.25 (71)申请人 楚能新能源股份有限公司 地址 430051 湖北省武汉市汉阳区龙 阳三 路1号 (72)发明人 张文瑞　黄龙　王浩　罗开盛　 (74)专利代理 机构 北京五洲洋和知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11387 专利代理师 荣红颖　刘春成 (51)Int.Cl. H01M 4/131(2010.01) H01M 4/1391(2010.01) H01M 4/62(2006.01) H01M 10/0525(2010.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种电极导电剂最低添加量理论模型及其 计算方法 (57)摘要 本发明属于电极制备的技术领域， 具体涉及 一种电极导电剂最低添加量理论模型及其计算 方法。 所述模型中： 电极包括活性材料和导电剂， 当所述活性材料的表面被单层导电剂均匀包覆 时， 此时电极中导电剂 的添加量为最低添加量， 所述导电剂的体积等于活性材料的表面积与单 层导电剂厚度的乘积， 所述活性材料的表面积等 于活性材料的比表面积与质量的乘积。 本发明提 供的电极导电剂最低添加量理论模型及其制备 方法， 能根据活性材料的用量以及导电剂和活性 材料的物理参数准确计算出多种导电剂的最低 添加量， 节约大量的时间和人力成本 。 权利要求书1页 说明书7页 附图3页 CN 115275100 A 2022.11.01 CN 115275100 A 1.一种电极导电剂最低添加量理论模型， 其特征在于， 所述模型中： 电极包括活性材料 和导电剂， 当所述活性材料 的表面被单层导电剂均匀包覆 时， 此时电极中导电剂的添加 量 为最低添加 量， 所述导电剂的体积等于活性材料 的表面积与单层导电剂厚度的乘积， 所述 活性材料的表面积等于活性材 料的比表面积与质量的乘积。 2.如权利要求1所述的理论模型， 其特 征在于， 所述电极还 包括粘结剂。 3.如权利要求1所述的理论模型， 其特征在于， 所述导电剂与活性材料的接触方式为点 接触、 和/或线接触、 和/或面接触。 4.如权利要求1所述的理论模型， 其特征在于， 所述导电剂为导电炭黑、 导电石墨、 炭纤 维、 碳纳米管或石墨烯； 优选地， 所述炭纤维为气相生长炭纤维。 5.如权利要求1所述的理论模型， 其特征在于， 所述活性材料为正极材料； 优选地， 所述 活性材料为镍钴锰酸锂、 镍钴铝酸锂、 钴酸锂或锰酸锂。 6.如权利要求5所述的理论模型， 其特 征在于， 所述镍钴锰酸锂为9系单晶镍钴锰酸锂。 7.权利要求1 ‑6中任一项所述的理论模型的计算方法， 其特征在于， 所述方法为根据导 电剂和活性材料 的物理参数和活性材料 的质量， 计算所述导电剂的最低添加 量； 所述物理 参数包括： 所述 导电剂的密度、 所述单层导电剂的厚度和所述活性材 料的比表面积。 8.如权利要 求7所述的计算方法， 其特征在于， 导电剂的最低添加量的计算公式为： M2＝ ρ ShM1×10‑3， 公式中： ρ 为导电剂的密度， 单位： g/ cm3； S为活性材 料的比表面积， 单位： m2/g； h为单层导电剂的厚度， 单位： nm； M1为活性材 料的质量， 单位： g； M2为导电剂的最低添加量， 单位： g。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115275100 A 2一种电极导电剂最低添加量理论模型及其 计算方法 技术领域 [0001]本发明属于电极制备的技术领域， 具体涉及一种电极导电剂最低添加量理论模型 及其计算方法。 背景技术 [0002]锂离子电池的正、 负极极片设计参数主要包括活性物质负 载、 孔隙率、 厚度以及活 性物质、 粘合剂和导电添加剂之间的比例 。 在电极配方方面， 文献已经报道了很多， 比如石 墨‑LFP体系， 就有40多种配方， 活性材料的比例从60％到95％， 粘合剂的比例从2％到25％， 导电添加剂的比例从3％到30％， 这些配方范围特别大。 而在企业里面， 电极配方也是非常 机密的， 无论技术交流还是具体合作， 各单位也极少涉及到具体的材料体系和配方。 电极中 活性物质、 导电剂和粘结剂之间的比例以及它们的分布状态会影响电子、 离子的传输， 电极 界面的电化学反应等， 从而影响电池性能， 因此， 找到一种如何计算导电剂用量的方法尤为 重要。 发明内容 [0003]针对现有技术的不足， 本发明的目的是提供一种电极导电剂最低添加量理论模型 及其制备方法， 它能根据活性材料的用量以及导电剂和活性材料的物理参数计算导电剂的 最低添加量， 节约大量的时间和人力成本 。 [0004]为解决上述 技术问题， 本发明提供如下技 术方案： [0005]第一方面， 本 发明提供一种电极导电剂最低添加量理论模型， 所述模型中： 电极包 括活性材料和 导电剂， 当所述活性材料 的表面被单层导电剂均匀包覆 时， 此时电极中导电 剂的添加量为最低添加量， 所述导电剂的体积等于活性材料的表面积与单层导电剂厚度的 乘积， 所述活性材 料的表面积等于活性材 料的比表面积与质量的乘积。 [0006]在上述理论模型中， 作为 一种优选实施方式， 所述电极还 包括粘结剂。 [0007]在上述理论模型中， 作为一种优选实施方式， 所述导电剂与活性材料的接触方式 为点接触、 和/或线接触、 和/或面接触。 [0008]本发明中， 当导电剂与活性材料的接触方式为点接触时(导电剂的形状为颗粒 状)， 所述理论模型为零维理论模型； 当导电剂与活性材料 的接触方式为线接触时(导电剂 的形状为长条状)， 所述理论模 型为一维理论模型； 当导电剂与活性材料的接触方式为面接 触时(导电剂的形状为片状)， 所述理论模型为二维理论模型。 这三种理论模型的导电剂可 以单独使用， 也可以采用任意两种或三种进行混合使用。 [0009]在上述理论模型中， 作为一种优选实施方式， 所述导电剂为导电炭黑、 导电石墨、 炭纤维、 碳纳米管或石墨烯； 优选地， 所述炭纤维为气相生长炭纤维。 [0010]在上述理论模型中， 作为一种优选实施方式， 所述活性材料为正极材料； 优选地， 所述活性材 料为镍钴锰酸锂、 镍钴铝酸锂、 钴酸锂或锰酸锂。 [0011]在上述理论模型中， 作为一种优选实施方式， 所述镍钴锰酸锂为9系单晶镍钴锰酸说　明　书 1/7 页 3 CN 115275100 A 3