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碳纳米管是由碳原子组成的圆柱形结构,以六边形晶格图案排列。它们于 1991 年由日本科学家饭岛澄男(Sumio Iijima)首次发现。碳纳米管具有一些显着的特性,使其在广泛的应用中具有吸引力。它们非常坚固和坚硬,并且具有出色的导电性和导热性。它们还很轻,并且具有非常高的表面积与体积比,这使得它们可用于需要高表面积的应用。
碳纳米管可以使用多种不同的方法合成,包括化学气相沉积、电弧放电和激光烧蚀。碳纳米管主要有两种类型:单壁碳纳米管 (SWCNT) 和多壁碳纳米管 (MWCNT),它们的区别在于构成管的碳原子层数不同。
如果碳纳米管在锂离子电池正极上作为导电剂使用,可以提高电池容量和能量密度。但是,获得高度稳定的高质量广泛分散的碳纳米管是一直的挑战。也就是说,碳纳米管的稳定分散被认为不容易实施。
近日,动力电池“一哥”宁德时代将从日本东洋(Toyo)采购Lioaccum 导电碳纳米管,并从明年起,在动力电池中使用。东洋表示,它们的导电碳纳米管已经克服了稳定分散的技术障碍。
事实上,自 2015 年以来,东洋开发基于用于正极的炭黑。现在炭黑被碳纳米管取代,锂离子电池中正极材料的电导率增加。东洋已经开始规划增加碳纳米管的制造。首先,它将扩大在我国广东的生产设施的产能。之后,东洋在美国的第2家碳纳米管工厂会在2025年投产,这家位于肯塔基州富兰克林的工厂会使得东洋在美国的产能提高到目前水平的四倍。
在解决了碳纳米管分散的问题后,使用少量的这种导电材料显着降低锂离子电池正极的内阻,并且使得正极活性材料的比例更高,增加电池容量。宁德时代在加入这种材料而制造的动力电池可以降低成本,并延长电动车的续航里程,提高电动车的快充性能。
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