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揭密碳纳米管未来产业化的应用前景

来源:东莞市纳隆纳米科技有限公司      2020-5-4 9:16:12      点击:

碳纳米管产业的应用展望

什么是碳纳米管

碳纳米管是一种具有特殊结构的一维量子材料,是碳的同素异形体。又名巴基管,是由单层或多层石高度石墨化的碳原子绕中心按一定角度卷曲而成的一种无缝、中空管状结构形象的说,碳纳米管的中空结转构就像一个被挖空的足球一样。 此外,碳纳米管也可以看做是石墨烯片层卷曲而成。


碳纳米管的特点有哪些?

碳纳米管具有完美的一维管式结构,碳原子以碳-碳共价键结合,形成自然界中最强的化学键之一,因此轴向具有很高的强度和韧性。此外六角平面蜂窝结构围成的管壁侧面没有悬挂键,所以碳纳米管具有稳定的化学特性。碳纳米管在电学、热学和光学等方面,具有超越传统的导电、导热特性等等。此外,碳纳米管还可以制成透明导电的薄膜,用作触摸屏的替代材料。且原料是甲烷、乙烯、乙炔等碳氢气体,不受稀有矿产资源的限制。碳纳米管触摸屏具有柔性、抗干扰、防水、耐敲击与刮擦等特性,可以做成曲面,已在可穿戴装置、智能家具等领域得到应用。


碳纳米管在锂电池行业的应用及发展趋势。

通过30年的深入研究,碳纳米管的高电导率、小直径与大长径比,极适合构筑轻质、优异的导电网络,且不会阻碍离子传输。凭借这一优异性能,碳纳米管作为锂离子电池材料的导电剂,在锂离子电池诞生之初,就实现了填加应用。并在近年来,随着技术的日趋成熟,碳纳米管已逐步取代导电碳黑以及纳米碳纤维等传统导电剂,被锂离子电池企业广泛使用。由于碳纳米管长径比巨大,可以在极小的填加量时,取得优异性能,所以不但降低电池内阻,改善了电池的循环寿命,而且可以填加更多的正极材料,间接提升了电池的能量密度。我国自2007年开始,将锂离子电池作为新型电化学能源的代表,既可用于手机与电脑等移动电子设备的电池,又用作纯电动汽车的主电源及混合动力汽车的启停电源。这些通讯与交通等重要而巨大的应用领域,是国际及国内新型电化学储能设备的主要市场,并已上升为众多国家的国家战略。同时,许多国家陆续提出传统燃油车的禁售时间表,也助推了碳纳米管在动力电池领域的应用,占据了重要市场份额。

据统计,2018年三元动力型锂离子电池2018年产量同比增长118%,达41.6GWh。而三元动力型锂离子电池中,主要使用碳纳米管导电浆料,使同年的碳纳米管导电浆料的市场规模同比增长30.1%,从技术发展路线图预测,动力型锂离子电池的市场规模,仍将在未来几年保持高速增长的趋势,因此预计到2023年,全球动力型锂离子电池用碳纳米管导电浆料的市场产值将超过24亿元,五年的复合年均增长率达40.3%。其增长主要来自中国市场,以及日韩企业加速对碳纳米管导电浆料的导入。同时在高强度、高导电、抗静电屏蔽材料的应用方面,碳纳米管有可能刺激百万吨级的产能及数千万吨级的实际复合材料应用市场,未来在超强材料、功能复合材料及芯片与光电子材料等领域,碳纳米管对企业来说,都终将带来丰厚的利润空间。




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