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碳纳米管的“中国制造”:隆发新材料的单壁/阵列技术“双突围”
2025-02-21 16:18:36管理员

碳纳米管:性能与应用的突破性材料


碳纳米管(CNTs)是由碳原子通过sp²杂化形成的管状纳米材料,兼具高强度、高导电性和高导热性。其强度约为钢的100倍,密度仅为钢的1/6,导电率可达铜的1000倍,在材料科学领域被视为革命性突破。目前,碳纳米管已广泛应用于航空航天轻量化部件、柔性电子器件导电层、生物医疗传感器等领域,而最显著的商业化进展集中在锂离子电池行业。

在锂离子电池中,碳纳米管作为导电剂可显著提升性能。传统导电剂(如炭黑)需添加3%-5%才能形成有效导电位点网络,而碳纳米管仅需0.5%-1%即可实现更低阻抗和更优循环稳定性,对锂电池能量密度的提升大有可为。随着全球锂电池需求增长(预计2025年产能超2 TWh),碳纳米管导电剂市场规模将持续扩大,2023年全球市场规模已突破12亿美元,其中中国占据主导地位。未来,高镍正极、硅碳负极等新型电池体系将进一步依赖碳纳米管技术,推动其渗透率从目前的15%提升至2030年的35%以上。


隆发新材料:深耕碳纳米管开发与产业化


1.材料开发:技术突破与全品类布局

浙江隆发新材料科技有限公司(以下简称“隆发新材料”)专注于碳纳米管材料及浆料的开发,通过专注自研已实现三大核心产品的技术突破:

阵列碳纳米管:采用化学气相沉积(CVD)优化工艺,实现垂直定向生长,管径分布控制在3-8 nm,比表面积达600 m2/g以上,纯度达99.5%,适用于高端锂离子电池导电性能提升应用;

寡壁碳纳米管(3-5层):通过层数精准调控技术,实现寡壁碳纳米管的开发与生产,其在高端锂离子电池的导电网络建立中具有重要应用价值;

单壁碳纳米管:通过独有制备工艺突破催化剂设计与反应条件优化,实现批次一致性与纯度的同步提升,单壁管管径分布1~2 nm,管长可达100 μm以上,比表面积可达800~1200 m2/g,可适配高能量密度动力电池需求。


隆发新材料单壁管及阵列管电镜图


目前,公司已具备工业级碳纳米管制备能力,产品批次稳定性已得到市场充分验证。

2.浆料技术:攻克分散难题

碳纳米管的高比表面积易导致团聚,隆发新材料通过材料与工艺协同创新实现突破:

分散剂开发:公司具备新式分散剂开发能力,兼具传统分散剂改性与嵌段共聚物设计合成能力,开发专用分散剂LFD-001/LFD-002系列,可有效降低碳纳米管表面能,实现高固含碳纳米管导电浆料等高端产品的开发;

分散工艺:采用高压微射流等协同分散工艺,使碳纳米管导电浆料粘度控制在200-500 mPa·s,可确保浆料稳定性长达6个月以上无沉降。


技术积淀与客户赋能:隆发新材料的核心优势


1.研发团队:全生命链开发能力

隆发新材料是中科院成都有机化学所全方位深度合作单位。公司自研团队成员涵盖碳纳米管材料合成、分散工艺开发、锂电池应用开发、设备开发等领域的专家及工程师,具备碳纳米管从材料制备到应用开发的全生命链开发能力,可实现不同规格产品定制化开发,打通碳纳米管生命链的每一环。

2. 服务体系:全定制化解决方案

材料定制:支持管径(1-50 nm)、长度(0.5-200 μm)及表面官能团(-COOH、-OH等)定向修饰;

应用适配:与客户深度合作共研,提供导电剂添加比例优化、浆料配方适配等技术支持,产品开发周期可缩短到2个月以内;

生产保障:具备从公斤级样品到吨级量产无缝衔接能力,交付周期缩短至10天。


展望:以纳米之力,驱动绿色未来


隆发新材料二期项目效果图


在“双碳”目标下,隆发新材料以碳纳米管为核心,持续突破技术壁垒,助力锂电行业迈向高能量密度、长寿命的新纪元。隆发新材料年产1000吨碳纳米管材料及30000吨碳纳米管浆料二期生产基地建设已进入“冲刺”阶段。同时,通过与产业链上下游协同创新,更低能耗的纯化工艺,更优的分散工艺项目开发齐头并进,致力于将碳纳米管粉体和浆料产品的生产成本降低20%。隆发新材料致力于为锂电池、复合材料等领域提供更具竞争力的材料解决方案,助力中国新材料产业高质量发展。