中國粉體網(wǎng)訊  導電炭黑的電導率一般在10^-1~10^-2S/cm范圍內(nèi)，是一種典型的特種炭黑。導電炭黑具有高導電性和導熱性、較低生產(chǎn)成本、氧化穩(wěn)定性和低密度等優(yōu)點，比金屬粉末或纖維填料具明顯的優(yōu)勢。同時，炭黑易加工成型，對材料具有補強效果，是一種理想導電填料。導電炭黑己經(jīng)被廣泛應用于導電塑料、導電橡膠、導電油墨、電池電極和超級電容器等領域。

圖源：中國橡膠期刊

1. 電池領域

鋰離子電池：

LiFePO₄、LiNiO₂、LiCoO₂等正極活性材料是半導體或絕緣體，電導率僅10^-9~10^-3S/cm，需要添加導電添加劑以增強其導電性。炭黑的導電性和獨特的支鏈結構可使其在電極內(nèi)部建立導電網(wǎng)絡，提高極片內(nèi)部的電子傳輸能力，且豐富的孔隙有助于吸收電解液，構筑鋰離子遷移通道。

負極材料在充放電過程中由于Li⁺嵌入/脫出會反復膨脹和收縮，這破壞了Li⁺的嵌入通道，使得放電容量下降，因此，也需要添加導電劑來保持放電容量和電子導電性。此外，導電劑通常具有一定的放電能力，它們能與負極活性材料一起提高放電容量。導電炭黑可以通過防止電極電阻在長時間循環(huán)過程中增加來延長石墨負極的循環(huán)壽命。

其他電池：

鎳氫電池：應用于負極，作為電子載體和導電助劑，幫助負極材料更好地進行電化學反應，降低電極極化，提高電池的充放電性能和循環(huán)壽命，減少生成氣體等副反應。

鎳鎘電池：作用于負極，改善負極材料的導電性，降低電池內(nèi)阻，提高大電流放電能力和充放電效率，減少能量損失和熱量產(chǎn)生。

鋰電池  圖源：寧德時代

2. 橡膠和塑料制品領域

抗靜電制品：

制造抗靜電橡膠制品，如抗靜電膠板、防靜電輸送帶、橡膠鞋底、醫(yī)用橡膠制品等，可有效防止靜電的產(chǎn)生和積累，避免靜電對設備和人員造成危害。

導電炭黑在塑料、橡膠中應用圖  圖源：炭素期刊

生產(chǎn)導電塑料制品，如導電薄膜、導電纖維、導電皮革制品等，在電子包裝、電磁屏蔽等領域具有重要應用。

普通橡膠和塑料產(chǎn)品：可以提高橡膠和塑料的導電性，使其具有一定的抗靜電性能，減少靜電對產(chǎn)品的影響，同時還能改善材料的力學性能和加工性能。例如，在汽車輪胎、橡膠密封件、塑料管道等產(chǎn)品中添加導電炭黑，可提高其性能和質(zhì)量。

3.電纜材料領域

電力電纜屏蔽材料

抗電磁干擾：在電力電纜中，導電炭黑可添加到電纜的屏蔽層中，有效屏蔽外界的電磁干擾，確保電纜傳輸?shù)碾娏π盘柗�(wěn)定、準確。例如在城市電網(wǎng)中，大量的電力電纜需要具備良好的屏蔽性能，以避免受到周邊電子設備、通信信號等的干擾。

均化電場分布：電纜在運行過程中，內(nèi)部的電場分布不均勻可能導致局部放電等問題，影響電纜的使用壽命和安全性。導電炭黑能夠使屏蔽層的導電性能更加均勻，從而均化電場分布，減少局部電場集中，降低局部放電的風險。

圖源：天津優(yōu)盟化工科技有限公司

半導電電纜材料

半導電屏蔽層：用于中低壓電纜的半導電屏蔽層，導電炭黑可以與橡膠或塑料等基體材料混合，形成半導電的復合材料。這種半導電屏蔽層可以在電纜的導體與絕緣層之間起到過渡和屏蔽的作用，防止導體表面的毛刺、凸起等缺陷引起的電場集中，保護絕緣層免受損傷。

改善加工性能：導電炭黑的加入可以改善電纜材料的加工性能，使其更容易擠出、成型，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。同時，導電炭黑還可以增強電纜材料的機械強度和耐磨性，延長電纜的使用壽命。

4. 電子印刷和涂料行業(yè)

導電油墨和導電涂料：

添加導電炭黑可使油墨和涂料具有導電性能，用于刷電路板（PCB）、電子顯示屏、電磁屏蔽涂層等領域。例如，在手機、電腦等電子產(chǎn)品的電路板印刷中，使用導電油墨可以實現(xiàn)電路的連接和導電功能。

在一些對電磁信號敏感的場所，如通信基站、醫(yī)院的核磁共振室、軍用設備等，需要使用電磁屏蔽涂料來阻擋或減少外部電磁信號的干擾，同時也防止內(nèi)部電磁信號的泄漏。導電炭黑可以使涂料具備優(yōu)異的電磁屏蔽性能，因為其形成的導電網(wǎng)絡能夠吸收和反射電磁波，起到屏蔽作用。

導電炭黑應用于電路板  圖源：炭素期刊

電子印刷：

導電炭黑可用于制造抗靜電服裝、智能紡織品等。在一些需要防靜電的工作環(huán)境中，穿著抗靜電服裝可以避免靜電對電子設備的損壞和對人體的傷害。同時，導電炭黑也可用于絲網(wǎng)印刷的油墨中，通過絲網(wǎng)印刷的方式將導電圖案或文字印刷在各種材料上，如塑料、紙張、金屬等。絲網(wǎng)印刷具有印刷速度快、印刷精度高、適用材料廣泛等優(yōu)點，與導電炭黑的結合可以實現(xiàn)各種導電印刷產(chǎn)品的生產(chǎn)。

導電炭黑在涂料、油墨中的應用  圖源：炭素期刊

5. 其他領域

燃料電池：在聚合物電解質(zhì)燃料電池中，導電炭黑可用于燃料極和空氣極，作為電子載體和催化劑載體，促進燃料（如氫氣）和氧化劑（如氧氣）之間的電化學反應，提高燃料電池的發(fā)電效率和性能。

超級電容器：導電炭黑可以提高超級電容器電極的導電性和電容性能，使其能夠快速存儲和釋放電荷，具有更高的能量密度和功率密度。

航空航天和軍事領域：用于制造抗靜電和電磁屏蔽材料，如飛機的外殼涂層、導彈的外殼材料等，以減少靜電對設備的影響和提高設備的隱身性能。

參考來源：

金燚翥等，導電炭黑的發(fā)展現(xiàn)狀和行業(yè)研究

史晴尤，高導電炭黑的制備及其在鋰離子電池中的性能研究

侯帥等，電力電纜半導電屏蔽料導電炭黑研究進展

陳新中，中國特種炭黑的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

中國粉體網(wǎng)

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/留白）

注：圖片非商業(yè)用途，存在侵權請告知刪除！