单壁碳纳米管(SWCNTs)助力全固态电池

来源：广州宏武材料科技有限公司发布时间：2024-07-04浏览量：次

单壁碳纳米管（Single-Walled Carbon Nanotubes，简称SWCNTs）作为新一代纳米材料的代表之一，具有优异的导电性、机械性能和化学稳定性。近年来，随着人们对新能源及可持续发展的需求不断增长，全固态电池作为一种具有高能量密度、长寿命和较高安全性的新型电池技术备受关注。

首先，单壁碳纳米管作为负极导电浆料的添加剂，可以显著提升电池的导电性能。单壁碳管添加到硅碳负极材料中，极大的比表面积可以有效的缓解硅基负极在锂离子脱嵌过程中硅材料结构的坍塌，能够在锂嵌入和脱出过程中提供稳定和丰富的导电网络。优异的导电性弥补了硅原子的导电性不足。单壁碳纳米管由于弹性高、机械性能强的特性，可以将电极材料颗粒连在一起，从而提高了颗粒之间的连接强度，提高极片附着力，减少活性物质脱落，能有效改善硅碳负极的膨胀粉化问题，提升循环寿命。

另一方面，单壁碳纳米管在正极导电浆料中的添加也能够显著改善电池性能。正极材料通常是由活性材料和导电剂组成，而单壁碳纳米管作为导电剂的添加可以提高正极材料的导电性，促进电荷传输，从而提高电池的能量转换效率。高能量密度正极添加高端碳管可以改善循环寿命、降低DCR(阻抗)，改善热稳定性，提高倍率性能，提升活性材料之间的内聚力。

值得一提的是，单壁碳纳米管除了在导电性方面的优势，还具有优异的化学稳定性和热稳定性。这使得全固态电池在高温环境下表现出较好的安全性能，极大地降低了电池的起火爆炸风险。同时，单壁碳纳米管还具有较高的比表面积和孔隙结构，有利于电解质的渗透和离子的传输，提高电池的能量密度和功率密度。

下面简单介绍一下固态电池的优势：

1、安全性高。

一是固态电解质的使用使得电池内部更加紧凑，减少了液态电解质泄漏的风险；二是固态电解质的高稳定性也进一步提高了电池的安全性，降低了在使用过程中发生燃爆事故的可能性，这其实很好地解决了当下锂电池容易“自燃”的问题。

2、能量密度高。

由于固态电解质的加入，电池能够在相同体积下存储更多的能量，从而提高了汽车的续航能力。

3、循环寿命长。

这其实也是因为固态电解质的稳定性，所以在长期使用过程中能够更好地保持其容量和性能，减少了更换电池的频率和成本。

4、适用性更广泛。

相比传统液态电池在极端温度下可能失效的问题，固态电池能够在更广泛的温度范围内正常工作，这也让它在极寒或极热环境下的应用变得更加可行。

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