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天奈科技寧國慶:單壁碳納米管已經(jīng)處于量產(chǎn)前夜
發(fā)布時(shí)間:2022-12-21 17:15:00
關(guān)鍵詞:鋰電池

  “單壁碳納米管有一個(gè)明顯的能維持硅碳負(fù)極循環(huán)穩(wěn)定性的效果,這是其它傳統(tǒng)導(dǎo)電添加技術(shù)不能達(dá)到的。因此,從這個(gè)角度來講,如果想把硅碳負(fù)極產(chǎn)業(yè)化、運(yùn)用到電動汽車上,基本上單壁碳納米管是唯一的解決方案。”江蘇天奈科技股份有限公司研發(fā)高級總監(jiān)寧國慶博士,在接受電池中國專訪時(shí)表示。

天奈科技寧國慶:單壁碳納米管已經(jīng)處于量產(chǎn)前夜

圖為江蘇天奈科技股份有限公司研發(fā)高級總監(jiān)寧國慶博士接受專訪

  對于整個(gè)碳納米管領(lǐng)域來說,長期以來最難以突破的就是單壁碳納米管的量產(chǎn)和應(yīng)用。寧國慶指出,單壁碳納米管屬于碳納米管生產(chǎn)領(lǐng)域的一顆皇冠,不過現(xiàn)在已經(jīng)處于量產(chǎn)的前夕,應(yīng)該很快就會有單壁碳納米管量產(chǎn)產(chǎn)品出來。目前天奈科技在單壁碳納米管的研發(fā)方面居行業(yè)前列。

  作為行業(yè)龍頭,天奈科技是全球第一家把碳納米管大批量產(chǎn)的企業(yè),也是全球第一家把碳納米管批量用在鋰電上的企業(yè)。寧國慶在第七屆動力電池應(yīng)用國際峰會(CBIS2022)上作主題演講時(shí)介紹道,從2018到2021年,天奈科技在碳納米管市場連續(xù)多年穩(wěn)定排名國內(nèi)和全球第一,特別是2021年,其在國內(nèi)市場的占有率超過了40%。

江蘇天奈科技股份有限公司研發(fā)高級總監(jiān)寧國慶:新型碳納米管及其導(dǎo)電漿料在鋰離子電池中的應(yīng)用

圖為江蘇天奈科技股份有限公司研發(fā)高級總監(jiān)寧國慶博士在峰會演講

  碳納米管是極佳的導(dǎo)電劑材料,日益受到鋰電池企業(yè)重視。國信證券研報(bào)顯示,在鋰離子電池導(dǎo)電材料領(lǐng)域,2021年碳納米管按質(zhì)量占比的份額約為21%,產(chǎn)品滲透率份額約為30-40%。預(yù)計(jì)到2025年,全球碳納米管漿料需求將達(dá)到59萬噸,2022-2025年年均復(fù)合增速將達(dá)到47%,對應(yīng)市場空間達(dá)到224億元。

  據(jù)寧國慶介紹,碳納米管是一種管狀的納米材料,直徑從細(xì)到粗大概分布在1-100納米的范圍內(nèi)。細(xì)的碳納米管往往層數(shù)較少,只有一層或者兩層,管徑在1-5納米范圍。多層納米管的管壁由多層碳層、石墨層組成,管徑在5-100納米范圍。

  天奈科技最早實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的產(chǎn)品是多壁碳納米管,管徑在10-25納米,是一種聚團(tuán)狀的多壁碳納米管。接著天奈開發(fā)了陣列式的多壁碳納米管,管徑在7-11納米;之后又開發(fā)了寡壁碳納米管和單雙壁碳納米管,“整個(gè)產(chǎn)品的開發(fā)方向就是朝著高導(dǎo)電性、易分散性方向發(fā)展”

  目前市場主流銷售的碳納米管是以多壁碳納米管為主。在演講中,寧國慶介紹了兩款性能更優(yōu)異的產(chǎn)品:陣列式寡壁管及其導(dǎo)電漿料,單雙壁碳納米管及其導(dǎo)電漿料。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,陣列式寡壁碳納米管具有非常好的性能,跟以往的多壁管漿料相比,具有體電阻率低的優(yōu)勢。

  而單壁碳納米管則性能表現(xiàn)更優(yōu)。寧國慶表示,如果想把電池的能量密度直接提升,負(fù)極就一定要引入硅材料。但是目前硅負(fù)極材料有個(gè)問題就是體積膨脹大,導(dǎo)電率比較差。而添加單壁碳納米管可以有效提高硅碳負(fù)極的導(dǎo)電性和循環(huán)穩(wěn)定性。

  “由于單壁碳納米管擁有高的導(dǎo)電性和很好的力學(xué)增強(qiáng)效果,它有很好的彈性模量,它沒有本身的扭曲特征,能夠在電極體積發(fā)生變化的時(shí)候,通過它的力學(xué)增強(qiáng)效果,維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不坍塌。”寧國慶講解道。而且單壁碳納米管的對應(yīng)的添加量,比多壁壘碳納米管要少得多,而它的體電阻率要低得多。

  除了應(yīng)用在硅碳負(fù)極,單壁碳納米管應(yīng)用在常規(guī)的正極材料和石墨負(fù)極材料中,也可以表現(xiàn)出很好的應(yīng)用性能。

稿件來源: 電池中國網(wǎng)
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