碳纳米管行业深度报告( 二 ) _小知识

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1.2.2、导电塑料领域：提升功能性塑料的导电性能
导电塑料是将树脂和导电物质混合，用塑料的加工方式进行加工的功能型高分子材料，导电塑料综合了金属的导电性和塑料的特性，广泛应用于半导体、防静电材料、集成电路包装、电磁波屏蔽等领域。
在填充型导电塑料中，塑料本身并不具备导电性，只充当了结构材料的作用。导电性主要是通过混合在其中的导电物质如碳材料（单质碳、碳纤维、碳纳米管等）、金属粉末、抗静电剂等获得。这些导电性物质称为导电填料，他们在填充型导电塑料中起着提供载流子的作用。
1.2.3、芯片制造领域：利用碳纳米管的分立导电性作为替代传统半导体物质为基材的场效应管
在新型存储器领域，美国 Nantero 公司已研发出一种基于碳纳米管的新型非易失性纳米存储器（NRAM）。NRAM 主要是利用碳纳米管优异且分立的导电性，用碳纳米管替代传统的半导体物质为基材的场发射晶体管（FET），沉积在标准硅片上。未来芯片制造领域 CNT 材料应用仍有进一步增长空间。
2、碳纳米管导电剂在锂电领域渗透率将显著提升2.1、CNT 减少导电剂用量约 50%，进一步提升电池带电量
导电剂在正极材料中的添加量服从“渗透阈值”理论，当添加量增加到一定值后，导电物质能够在正极材料活性物质中形成有效的导电网络，提升正极材料的导电性能。CNT 导电剂凭借独特的形貌结构，在锂电导电剂领域相比传统炭黑、科琴黑等传统材料可大幅减少锂电导电剂的用量约 50%（传统锂电导电剂添加量约 1-3%，CNT 导电剂添加量约为 0.5%-1.5%），进一步提升能量体比例，从而提升电池带电量；相较炭黑导电剂采用 CNT 导电剂可进一步提升带电量约 1-2pct 。

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2.2、CNT 可进一步提升循环、倍率、低温表现等综合性能
导电剂作为锂离子电池的重要组成部分，直接影响电池的内阻、倍率、容量发挥、循环稳定等性能。对于高性能锂电池而言，提高电池的循环次数、倍率性能、高温（低温）稳定性等成为新型锂电导电剂的发展方向。
2.2.1、CNT 大幅提升电导率改善倍率性能与低温性能
相对于传统炭黑导电剂，CNT 导电剂进一步构建了线状导电网络，相较于炭黑等传统点状接触导电剂，可进一步改善材料导电性。实验数据显示，通过 CNT/CB 组合可以进一步提升导电剂的倍率性能以及循环次数。
另一方面，得益于 CNT 所构建的线状导电网络，相比使用传统导电剂，电池在高温（低温）下的性能表现也获得了显著提升。

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2.2.2、优化材料构型进一步提升电池循环性能
循环性能方面，CNT 所形成的导电网络不会在电池充放电过程中因为电极材料的膨胀与收缩而破裂，避免了锂电池在充放电过程中因为导电网络破坏而引起的容量下降，因此 CNT 导电剂可进一步提升锂电池的循环寿命。
另一方面，未来随着高容量硅基负极的逐步产业化导入，CNT 在负极领域的应用有望进一步获得突破。硅基负极的导电性能比天然石墨和人造石墨等石墨类负极更差，需要添加高性能导电剂来提升其导电性。目前碳纳米管在硅基负极领域体现出良好性能，随着未来硅碳负极的进一步产业化推广，将成为 CNT 在锂电领域的进一步增长点：1）提高硅基负极的结构稳定性，外力情况下结构不易破坏，进而抑制负极充放电过程中膨胀/收缩对材料的损伤；2）优异的导电性，弥补硅基负极导电性差的不足；3）极大比表面积，可缓解硅基负极在锂离子脱嵌过程中硅材料结构的坍塌。

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2.3、多组分导电剂成为 CNT 大规模批量导入的主要载体
在实际应用中，多组分混合型导电剂显现出较单一组分导电剂更多的优势，目前 CNT+SP、CNT+KB 等多组分导电剂成为 CNT 大批量导入实际生产的主要形式，显现出更优异的性能表现。实际使用中，点状结构的 SP 比较廉价，与线状的 CNTs 或面状的石墨烯组合使用，可发挥点、线、面的协同作用，使电池性能更好，实际应用中包括 SP+KB、CNT+SP 以及 CNT+GN 等多种多组分导电剂成为重要的实际应用方案。