碳納米管在硅負極中的工業化應用探索

中國粉體網訊  碳納米管的研究已經滲透到了與日常生活、軍事等相關領域。目前在鋰電的導電添加劑領域，碳納米管的生產和應用已經成為了一個較成熟的產業， 如何進一步拓寬碳納米管在電化學能源存儲與轉換領域的大規模應用，是當前碳納米管研究學術界和工業界共同關注的問題，而如何搭建從碳納米管結構設計、功能開發以及到宏觀應用的橋梁，特別是在硅碳負極領域，也是目前碳納米管材料大規模應用面臨的共同挑戰。

碳納米管復合材料優勢：

結構穩定性：碳納米管的小直徑、高導電性、高表面積和石墨結構使其可以為裝載活性電極材料提供理想的支架，同時可以束縛該結構以適應循環過程中的體積波動，能有效緩解硅負極在充放電過程中的體積變化問題。

導電性能提升：相比傳統導電劑，碳納米管更能實現快速充放電，提升電導率，改善倍率性能。在鋰電池材料中，新型碳納米管導電劑形成的線接觸式導電網絡更為充分，能夠更加明顯地提升導電性能，可降低鋰電池的內阻。

碳納米管工業化應用面臨的技術挑戰：

分散技術：碳納米管導電漿料不僅要求制備的碳納米管具有較高的長徑比、純度等優良的指標，也對碳納米管導電劑生產企業分散技術提出較高的要求。需要進一步探索高效的分散劑、分散方法和設備，以確保碳納米管在漿料中的均勻分散。

生產工藝優化：碳納米管的生產對于技術和研發能力要求高，特別是碳納米管粉體的生產過程，需要使用催化劑將含碳氣體或有機液體中的碳原子進行還原，使之在催化劑的表面成長為碳納米管粉體。如何優化生產工藝，提高生產效率、降低成本，同時保證產品質量的穩定性，是工業化應用中需要解決的關鍵問題。

2024年10月29-31日在上海跨國采購會展中心，由北京粉體技術協會與柏德英思展覽(上海)有限公司聯合主辦2024第三屆低維碳納米材料制備及應用技術交流會。屆時來自溫州大學的楊植教授將作題為《碳納米管在硅負極中的工業化應用探索》的報告。報告主講人將介紹碳納米管如何在工業領域大規模應用的探索以及碳納米管在硅碳負極領域面臨的挑戰。

專家簡介：

楊植，教授，博導，博士畢業于湖南大學材料學院，曾任天奈科技（全球最大碳納米管生產企業）任碳納米管應用研發組組長，現任溫州大學化材學院院長，浙江省碳材料技術研究重點實驗室主任，溫州大學碳材料與氫能產業研究院創院院長，近年來一直致力于碳納米材料、鋰電池、燃料電池、仿生催化等領域應用基礎研究及產業化技術開發。在Nat. Commun.、Adv. Mater.等期刊發表SCI論文100余篇，它引1萬余次，H因子45，通訊作者單篇最高引用2000余次，授權發明專利20項，培養博士、碩士研究生70余名，主持6項國家自然科學基金、浙江省杰出青年基金（2017）、千萬級橫向課題等.入選浙江省萬人計劃（2019），全球頂尖前10萬科學家，全球Top2%頂尖科學家，獲教育部高校自然科學二等獎。

參考來源：

魏博倫，碳納米管和石墨烯在鋰離子電池硅負極中的應用

趙悠曼等，碳納米管導電劑對硅碳負極鋰電池性能提升的探索

中國粉體網

（中國粉體網編輯整理/留白）

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