新技術(shù)生產(chǎn)出高分散性碳納米管粉末
科技日?qǐng)?bào)北京11月29日電 （記者張佳欣）據(jù)美國(guó)趣味工程網(wǎng)站28日?qǐng)?bào)道，韓國(guó)電氣技術(shù)研究院研發(fā)了一種全球首創(chuàng)的技術(shù)，能夠生產(chǎn)高分散性的碳納米管粉末。這項(xiàng)技術(shù)不僅簡(jiǎn)化了碳納米管在二次電池（即充電電池或蓄電池）環(huán)保型干法工藝中的應(yīng)用，同時(shí)也為制造高容量電池開辟了新途徑，對(duì)促進(jìn)綠色儲(chǔ)能領(lǐng)域發(fā)展具有重要意義，標(biāo)志著材料科學(xué)和可持續(xù)電池技術(shù)取得了進(jìn)一步進(jìn)展。
碳納米管以其卓越的機(jī)械強(qiáng)度（比鋼高出100倍），以及與銅相當(dāng)?shù)膶?dǎo)電性而著稱。這種材料由長(zhǎng)條狀的六角形碳環(huán)組成。相比傳統(tǒng)二次電池中常用的碳黑等導(dǎo)電材料，碳納米管在導(dǎo)電性和柔韌性方面表現(xiàn)更為出色。
當(dāng)碳納米管用作導(dǎo)電添加劑加入到二次電池中時(shí)，能顯著提高電池的能量密度。不過，由于碳納米管有很強(qiáng)的自我聚集傾向，容易形成纏結(jié)結(jié)構(gòu)，這使得它在電池中與其他材料的混合變得十分困難。
面對(duì)這一挑戰(zhàn)，研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種新技術(shù)，能夠有效地控制碳納米管束維持分離狀態(tài)，可大幅減少團(tuán)聚現(xiàn)象的發(fā)生，確保了碳納米管在干法加工過程中均勻分布。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了碳納米管小束在粉末狀態(tài)下的獨(dú)立存在，即使在沒有溶劑的情況下，也能利用其獨(dú)特的長(zhǎng)條形結(jié)構(gòu)制造出高效導(dǎo)體。
這些高導(dǎo)電性的碳納米管通過在電池內(nèi)部材料間建立有效的電連接，極大提升了二次電池的整體性能。此外，干法工藝因其環(huán)保特性而備受青睞。它避免了有毒溶劑的使用，從而免去了溶劑回收步驟，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)流程并降低了成本。這也正是該技術(shù)吸引了全球電動(dòng)汽車制造商廣泛關(guān)注的關(guān)鍵因素之一。
【總編輯圈點(diǎn)】
憑借多種優(yōu)異性能，碳納米管材料正在儲(chǔ)能電池領(lǐng)域嶄露頭角。在導(dǎo)電性方面，碳納米管猶如電子的“超級(jí)高速公路”，可大大提升電池充放電效率；在機(jī)械性能方面，碳納米管柔韌性好、強(qiáng)度高、可拉伸，從而有利于電池在反復(fù)充放電過程中維持穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。不過，目前碳納米管制備工藝仍面臨諸多挑戰(zhàn)。其中包括如何精準(zhǔn)控制碳納米管管徑和長(zhǎng)度，同時(shí)還要避免碳納米管發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象等。最新技術(shù)進(jìn)一步提升了碳納米管制備工藝，拓寬了其在儲(chǔ)能電池領(lǐng)域落地應(yīng)用之路。
