中國(guó)粉體網(wǎng)訊 導(dǎo)電漿料是將導(dǎo)電劑均勻分散于溶劑中形成的漿料,而碳納米管導(dǎo)電漿料是以碳納米管為導(dǎo)電劑,將其分散于分散溶劑中形成的漿料。根據(jù)一般工藝經(jīng)驗(yàn),導(dǎo)電劑添加量一般為正極或負(fù)極重量的1%-3%,碳納米管導(dǎo)電性較好,添加量約1.5%。
鋰電池原材料成本構(gòu)成
碳納米管的優(yōu)異性能
①優(yōu)異的力學(xué)性質(zhì)
碳納米管中的C—C以sp2雜化方式成鍵,是迄今為止報(bào)道的最強(qiáng)的化學(xué)鍵之一。因此,理想的結(jié)構(gòu)完整的單根碳納米管具有極好的力學(xué)性質(zhì)。
②良好的熱學(xué)性能
由于sp2結(jié)構(gòu)對(duì)聲子的傳導(dǎo)作用,單壁碳納米管的熱導(dǎo)率可高達(dá)6600W·(m·K)-1,室溫條件下導(dǎo)熱性能是目前已知的導(dǎo)熱性能最好的金剛石的3倍以上。一般來(lái)講,測(cè)量單根碳納米管的熱導(dǎo)率,結(jié)果都比較高。最早測(cè)量的單根多壁碳納米管的熱導(dǎo)率為3000W·(m·K)-1。
③優(yōu)良的儲(chǔ)氫性能
碳納米管管內(nèi)孔結(jié)構(gòu)規(guī)整且豐富,這些孔結(jié)構(gòu)可以為氣體分子的吸附提供大量的結(jié)合位點(diǎn)。
④優(yōu)異的電學(xué)性質(zhì)
由于碳納米管螺旋度不同,所以導(dǎo)致了其導(dǎo)電性和能帶結(jié)構(gòu)的不同。碳納米管有時(shí)表現(xiàn)出半導(dǎo)體的性質(zhì),有時(shí)又表現(xiàn)出金屬的性質(zhì)。C—C鍵由于sp2雜化,使得碳納米管表面的電子運(yùn)動(dòng)速度接近光速的1/300,其電子遷移率更是達(dá)到了20000cm2·(V·s)-1,通過(guò)控制碳納米管結(jié)構(gòu)可以進(jìn)一步調(diào)控其電子的遷移速度,碳納米管也可以和電磁波相互作用,產(chǎn)生吸收效果。這一點(diǎn)決定了其作為場(chǎng)發(fā)射材料、電磁吸收材料、以及鋰電池導(dǎo)電劑時(shí)的優(yōu)勢(shì)。
碳納米管做導(dǎo)電劑
碳納米管優(yōu)良的導(dǎo)電性和較大的長(zhǎng)徑?jīng)Q定了其很適合用作鋰離子電極材料導(dǎo)電劑。由于碳納米管一方面有良好的導(dǎo)電性能,另一方面在結(jié)構(gòu)上屬于納米級(jí)一維材料,長(zhǎng)徑比一般都在103以上,相互之間更容易搭接、形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。有望在較低的添加量下得到性能良好的電極。用碳納米管作為導(dǎo)電劑,其效果明顯優(yōu)于炭黑。
碳納米管導(dǎo)電劑與炭黑導(dǎo)電劑性能對(duì)比
不同導(dǎo)電添加劑性質(zhì)
碳納米管導(dǎo)電漿料市場(chǎng)
2018年全球碳納米管導(dǎo)電漿料市場(chǎng)出貨量為3.44萬(wàn)噸,同比增長(zhǎng)25.9%,其中中國(guó)2018年中國(guó)碳納米管導(dǎo)電漿料市場(chǎng)出貨量達(dá)3.25萬(wàn)噸(含CNT/石墨烯復(fù)合漿料,純碳納米管導(dǎo)電漿料2018年出貨量2.85萬(wàn)噸),同比增長(zhǎng)26.3%,中國(guó)目前在鋰電池用碳納米管領(lǐng)域占比為94.5%。
2014-2022年中國(guó)碳納米管導(dǎo)電漿料市場(chǎng)規(guī)模分析及預(yù)測(cè)(萬(wàn)噸)
2018年國(guó)內(nèi)主流碳納米管導(dǎo)電漿料生產(chǎn)企業(yè)的出貨量和銷(xiāo)售額占比情況如下圖所示:
2018年國(guó)內(nèi)企業(yè)碳納米管導(dǎo)電漿料出貨量占比
2018年國(guó)內(nèi)企業(yè)碳納米管導(dǎo)電漿料銷(xiāo)售額占比
近兩年,碳納米管導(dǎo)電漿料的價(jià)格下滑幅度超過(guò)50%,目前根據(jù)各家生產(chǎn)工藝、原材料不同,粗管碳納米管導(dǎo)電漿料每噸市場(chǎng)單價(jià)不超過(guò)5萬(wàn)元,這也推動(dòng)了其替代傳統(tǒng)炭黑在動(dòng)力市場(chǎng)的應(yīng)用。目前,添加碳納米管作為鋰離子電池的導(dǎo)電劑,提高電池性能的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,成為中國(guó)以及日本電池領(lǐng)域的主要產(chǎn)業(yè)化方向;碳納米管在電池中的應(yīng)用占其產(chǎn)量一半以上,并迅速增長(zhǎng),成為碳納米管最為重要的應(yīng)用場(chǎng)合之一。
參考來(lái)源:
中國(guó)產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng).導(dǎo)電漿料行業(yè)發(fā)展概況分析
高工鋰電網(wǎng).【GGII數(shù)據(jù)】預(yù)計(jì)2017年國(guó)內(nèi)碳納米管導(dǎo)電漿料產(chǎn)量將達(dá)2.61萬(wàn)噸
祁傳磊.碳納米管導(dǎo)電漿料的制備及其在鋰電池中的應(yīng)用
中國(guó)儲(chǔ)能電站網(wǎng).2018年全球碳納米管導(dǎo)電漿料出貨量3.44萬(wàn)噸
鉅大LARGE.排名靠前的5家鋰電池碳納米管企業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀如何?
(中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/墨玉)
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