碳纳米管：新能源界的超级明星？

碳纳米管：新能源界的超级明星？

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https://wap.stockstar.com/detail/IG2024041400001299

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https://finance.sina.com.cn/roll/2024-09-11/doc-incntzxu7463358.shtml

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https://m.cnpowder.com.cn/new78962.html

碳纳米管，这种由碳原子构成的神奇材料，因其独特的结构和优异的物理化学性质，正在新能源领域大展身手。从锂电池到超级电容器，碳纳米管正在以其卓越的导电性和稳定性，为能源存储技术带来革命性的突破。

碳纳米管在锂电池中的主要应用是作为导电剂，这得益于其优异的导电性能和稳定的化学性质。目前，碳纳米管主要添加在电池的正极材料中，以提高电极的导电性和稳定性。

根据天奈科技的数据显示，碳纳米管在锂电池正极材料中的添加量一般占总重量的0.5%-1.5%。具体来说，磷酸铁锂正极由于导电性较差，通常需要添加导电炭黑或与一代碳纳米管复配使用。而三元正极材料则根据镍含量的不同，选择二代、三代或寡壁碳纳米管。

值得注意的是，随着新能源汽车向高端化、差异化发展，高端电池对碳纳米管的需求正在快速增长。例如，宁德时代的麒麟电池、清陶的半固态电池以及特斯拉的4680电池，都开始大量使用二代、三代和寡壁碳纳米管。这些高端碳管的添加量虽然略低于传统碳纳米管，但由于其性能更优，可以更好地提升电池的能量密度。

除了在锂电池中的应用，碳纳米管在超级电容器领域也展现出巨大的潜力。超级电容器是一种介于传统电容器和电池之间的储能装置，具有充放电速度快、循环寿命长等优点。然而，传统的超级电容器能量密度较低，限制了其广泛应用。

碳纳米管的出现为解决这一问题提供了新的思路。由于其独特的结构和优异的电学性能，碳纳米管可以显著提高超级电容器的能量密度和功率密度。但是，碳纳米管在应用中也面临一个挑战：容易团聚，影响其性能发挥。为了解决这个问题，德衡高压微射流均质机提供了一种有效的解决方案。通过这种设备，碳纳米管可以被细化至纳米级粒径，且分布更加均匀，从而充分发挥其在超级电容器中的性能优势。

在产业化方面，国内企业已经走在了前列。江苏天奈科技股份有限公司是全球首家将碳纳米管大规模推广应用到锂离子电池产业的企业，目前市场份额排名第一。该公司不仅主导制定了碳纳米管导电浆料的国际标准，还拥有40余项相关专利。

根据天奈科技的数据显示，2022年中国动力电池出货量为470GWh，储能锂电池出货量130GWh。按每GWh锂电池对应0.06万吨碳纳米管浆料计算，2022年碳纳米管在锂电池中的渗透率约为24%。随着新能源汽车和储能市场的快速发展，这一比例有望进一步提升。

随着技术的不断进步和成本的持续下降，碳纳米管在新能源领域的应用前景十分广阔。特别是在下一代电池技术中，碳纳米管的作用将更加重要。例如，在硅基负极和锂金属负极体系中，碳纳米管不仅可以解决导电性问题，还能有效缓解材料的体积膨胀，提高电池的循环寿命。

根据Frost & Sullivan的数据，中国纳米材料产业市场规模已从2014年的481.3亿元增长到2018年的791.0亿元，年复合增长率高达13.2%。预计到2024年，这一数字将接近2000亿元。其中，碳纳米管作为最重要的纳米材料之一，其市场规模和应用范围将持续扩大。

碳纳米管在新能源领域的应用才刚刚开始，但其展现出的潜力已经令人瞩目。随着技术的不断进步和成本的持续下降，这种神奇的材料有望在未来的能源革命中扮演更加重要的角色。