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新一代電池材料解決方案!碳納米管

2024-11-08 11:17:11LG化學閱讀量:18987 我要評論


  隨著新能源及儲能市場的飛速發展,高性能電池的應用場景日益多元化,那么對于高安全性、高能量密度以及高循環壽命的電池需求也在不斷攀升。因此,LG化學通過研究碳納米管材料解決方案,進一步提升鋰離子電池正負極材料的導電性能,全面改善電池能量密度、壽命和倍率等問題。
 
  同時,隨著科技的不斷進步,碳納米管材料在環保、醫療、智能電子設備以及儲能系統等新興領域也展現出廣闊的應用前景。
 
今天就為大家解讀
 
作為新一代高效導電劑的
 
碳納米管(Carbon Nano Tube)
 
 
  什么是碳納米管
 
  碳納米管(Carbon Nano Tube)是一種碳的同素異形體,具有獨特的圓柱狀結構,主要由呈六邊形排列的碳原子構成。基于石墨烯片層的卷曲角度不同,可分為不同類型;并根據其形態或直徑的大小,以金屬或半導體等多種形態進行使用。
 
  *同素異形體:是指由同樣的單一化學元素組成,因排列方式不同,而具有不同性質的單質。
 
  由碳原子構成的碳納米管結構
 
  作為新一代創新材料,碳納米管具有與銅、金剛石同等的導電性和導熱性,剛度為鋼鐵的100倍。因此,即使添加量少,也可確保優異的導電性。同時,其具備卓越的柔韌性、化學穩定性,易與其他材料合成使用。
 
  新一代導電劑
 
  CNT作為鋰離子電池的導電劑,當用于電池正極導電材料時,與常用炭黑材料相比,其導電率更高,可減少導電材料用量,并在節省的空間內填充更多的正極材料,從而大幅提升電池容量、壽命和充電效率。
 
  此外,當CNT應用于硅負極材料時,在電池充放電的過程中,硅活性物質的體積會發生大幅膨脹現象,CNT仍能構建穩定、良好的導電網絡,顯著提高電池導電效率和循環壽命。因此,CNT推動著硅基電池技術的發展。
 
  LG化學碳納米管材料
 
  LG化學開發出高導電、高分散的CNT材料,憑借自主技術研發的鈷系催化劑,降低了影響電池質量的磁性異物含量。
 
  目前,LG化學已擁有550余項CNT相關專利,在韓國麗水運營3家CNT工廠,并計劃在韓國大山新增CNT第四工廠,其年產能將達到3200噸。預計第四工廠建成后,LG化學的CNT產能將擴大至目前的兩倍以上,總體規模達6100噸。
 
  碳納米管的創新應用
 
  除了電池材料的導電劑,CNT還可廣泛應用于汽車內外飾材料、半導體、航空、醫藥品、超強纖維和生物傳感器等多個領域。
 
  特別是,CNT可用作電磁屏蔽材料,保護汽車雷達傳感器、模組等,吸收車道保護輔助系統(LKAS)、盲點監測系統(BSD)等自動駕駛功能中引起不規則干擾的信號和電磁波。
 
  此外,LG化學還研發出添加CNT、可替代金屬的靜電噴涂塑料,用于汽車前擋泥板、保險杠、后視鏡等。在改善零部件性能的同時,助力汽車減重增效,實現汽車輕量化材料的發展。
 
  *靜電噴涂塑料:讓油漆(涂料)與零部件通電,利用靜電的粘附性上色。具有消耗少、環保、不受大小或形狀限制、漆膜均勻等特點。
 
  未來,LG化學將繼續研發高性能的碳納米管材料,不斷擴大業務規模;并憑借純硅負極材料、全固體電解質和氣凝膠等創新材料技術,鞏固其在電池材料市場的競爭優勢,進一步開拓高潛力的新興市場。
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