鋰離子電池被廣泛的應用在移動電子設備和電動工具等領域，近年來隨著電動汽車產業(yè)的快速發(fā)展，動力電池的市場需求也在迅速擴大。電動汽車、電動大巴為了保證乘客的人身和財產安全，因此對動力電池的安全性要求極高，特別是在發(fā)生碰撞等嚴重的問題時，因此動力電池的考核指標中對擠壓、針刺等安全性指標都有十分嚴格的要求。目前在所有的電池材料中，磷酸鐵鋰材料憑借著優(yōu)異的安全性能成為了動力電池的首選材料。

　　新型導電碳材料提升磷酸鐵鋰材料性能

　　但是磷酸鐵鋰材料也存在著電壓低，導電性差等缺點，導致了磷酸鐵鋰的在放電過程中極化大，導致放電電壓降低等問題。為了改善LiFePO4的導電性人們從兩個方面對LiFePO4進行了改性處理。

　　其中之一就是對材料進行納米化處理，將磷酸鐵鋰顆粒納米化后，一方面提高了材料的比表面積，增大了接觸面積，提高了導電性，同時也減少了Li+的擴散路徑，極高了材料的倍率性能。另外一個方法就是表面包覆處理，目前較為成熟的方法是在磷酸鐵鋰顆粒表面包覆一層石墨層，從而提升材料的導電性。

　　北京大學深圳研究生院的Wenju Ren等人從電極結構方面進行了研究，提出了軟性碳導電劑SCC的概念，軟性碳材料導電劑相比于硬碳導電劑能和活性物質顆粒之間產生更大的接觸面積，從而使得電流分布和Li+分布更加均勻，從而減少在充放電過程中正極材料的極化，從而顯著的提升材料的容量和倍率性能。

　　Wenju Ren研究了三種不同形貌的導電碳材料——球狀、管狀和多孔導電碳材料，研究了幾種碳材料的sp2/sp3鍵混合比例、晶體結構、表面缺陷、形貌、比表面積和孔狀結構，以及這些碳材料于LFP顆粒的接觸情況。

　　其中孔狀結構的碳材料具有發(fā)絲狀的形貌，并呈現出了非常柔軟的狀態(tài)，能夠于LFP顆粒之間產生很大的接觸面積，這主要是由于這種碳材料含有較大的sp2鍵比例(約80%)，大量的表面缺陷，較小的晶體尺寸(大約4nm)，以及巨大的比表面積(>1000m2/g)，因此這種材料也被稱為軟碳材料(SCC)，而其他類型的碳材料則被劃分為硬碳材料(HCC)和碳納米管(CNT)。

　　軟碳材料由于大量的表面缺陷和巨大的比表面積，因此極大的增加了其于LFP顆粒之間的接觸面積，顯著降低了接觸阻抗，增加電極的導電性。

　　新型導電碳材料提升磷酸鐵鋰材料性能

　　電化學測試表明，相比于采用HCC和CNT導電劑的極片，采用SCC導電劑的極片，放電電壓平臺更長，充電電壓平臺和放電電壓平臺之間的差距更小。

　　在0.2，0.5，1，2，5，10C倍率下，采用軟碳SCC，磷酸鐵鋰粒徑為100nm(50nm)的材料的比容量分別達到155(162) 、148(159)、139(153)、130(144)、115(125)和100(110)mAh/g，而采用硬碳HCC的磷酸鐵鋰比容量則只有155(162)、148(159)、139(153)、130(144)、115(125)、100(110)mAh/g，在10C的倍率下，采用軟碳的LFP極片比容量為96mAh/g，比采用CNT的高出了約8mAh/g，比采用硬碳的LFP極片高出26mAh/g，很明顯采用軟碳材料SCC導電劑的LFP極片倍率性能要明顯好于采用硬碳材料HCC和CNT導電劑的LFP極片，當然這對于其他正極材料也是有效的。

　　在該研究中Wenju Ren對幾種典型的導電碳材料進行了研究，發(fā)現軟碳材料由于與活性物質之間有較大的接觸面積，使得在充放電過程種電流分布更加均勻，從而減少了在充放電過程中LFP電極的極化現象，提高了LFP材料的容量和倍率性能。并首次定義了軟碳材料SCC的概念——多孔，具有發(fā)絲狀形貌的軟性碳材料，能夠與LFP材料之間產生較大的接觸面積；硬碳材料HCC——具有球狀結構，與活性物質之間呈現點接觸。