Настраиваемые углеродные нанотрубки

...

• 
• 
• 
• 
• 
• 

Углеродные нанотрубки: появление нового поколения проводящих материалов

В качестве ключевого проводящего материала применение углеродных нанотрубок в области литий-ионных аккумуляторов обусловлено новыми технологиями, и ожидается, что отрасль быстро расширится. Такие технологии, как быстрая зарядка, твердотельные батареи и кремниевые отрицательные электроды, постепенно проникли на рынок, вызвав резкий рост спроса на углеродные нанотрубки. Углеродные нанотрубки (УНТ), как перспективное новое поколение проводящих материалов, ведут технологическую революцию.

Углеродные нанотрубки представляют собой одностенную или многостенную структуру, состоящую из графеновых слоев. Их высокое соотношение сторон и четкая трубчатая морфология делают их превосходными по проводимости. Проводимость углеродных нанотрубок намного превышает проводимость традиционных материалов, таких как сажа и проводящий графит. Это происходит главным образом из-за их одномерных квантовых свойств, которые образуют отличный путь передачи электронов через близкое расположение одного слоя атомов углерода. Кроме того, углеродные нанотрубки также обладают чрезвычайно высокой механической прочностью и эластичностью, с модулем Юнга почти в шесть раз больше, чем у стали, и прочностью на разрыв в 100 раз больше, чем у стали, что делает их играть важную роль в композитных материалах.

В классификации углеродных нанотрубок, одностенные углеродные нанотрубки (ОУНТ) Высоко ценятся за их отличную производительность. Одностенные углеродные трубки имеют простую структуру, состоящую только из одного слоя атомов углерода, с более высокой проводимостью и меньшим количеством дефектов. Эта функция обеспечивает эффективное формирование проводящей сети и улучшает производительность батареи даже при чрезвычайно низких коэффициентах в производстве батарей. Например, одностенные углеродные нанотрубки в применении отрицательного электрода литиевых батарей не только значительно увеличивают пространство для хранения ионов лития, но также улучшают проводимость, тем самым улучшая эффективность зарядки и разрядки и срок службы батареи.

Что касается способа получения углеродных нанотрубок, химическое осаждение из паровой фазы (CVD) В настоящее время является наиболее популярной технологией промышленного производства. Этот метод стал основным благодаря своей высокой эффективности, низкой стоимости и контролируемому технологическому потоку, что позволяет быстро развивать индустриализацию углеродных нанотрубок. Точно регулируя формулу катализатора и условия реакции, производители могут добиться высокой чистоты и высокой однородности углеродных нанотрубок продуктов, значительно улучшая свою конкурентоспособность на рынке.

Благодаря постоянному развитию технологий потенциал применения углеродных нанотрубок в области литиевых батарей еще более расширился. Например, в исследованиях и разработках материалов положительных электродов с высоким содержанием никеля и материалов отрицательных электродов на основе кремния производительность углеродных нанотрубок в качестве проводящих агентов является замечательной. Они могут не только увеличить плотность энергии батарей, но также улучшить общую стабильность и производительность цикла материалов. Кроме того, по сравнению с традиционными проводящими агентами, углеродные нанотрубки имеют более низкий коэффициент добавления, что эффективно снижает затраты.

В дополнение к литиевым батареям углеродные нанотрубки также показывают широкие перспективы применения в новых областях, таких как проводящие пластмассы и чипы на основе углерода. В области проводящих пластмасс простота конструкции и отличная проводимость углеродных нанотрубок делают их идеальным материалом-кандидатом для замены технического углерода; в области углеродных чипов уникальные электрические свойства углеродных нанотрубок делают их незаменимыми в высокопроизводительных вычислительных и электронных устройствах.

Однако, несмотря на очевидные преимущества углеродных нанотрубок, Все еще существуют проблемы, такие как низкая диспергируемость и стоимость в процессе подачи заявки. В настоящее время растущий спрос на углеродные нанотрубки на рынке и постоянные инновации крупных компаний в технологии подготовки, разработки приложений и модификации материалов обеспечили достаточную мотивацию для широкого применения этого нового материала. С непрерывной зрелостью технологии и непрерывным обогащением сценариев применения углеродные нанотрубки определенно займут место на будущем материальном рынке. Даже перед лицом вызовов быстрое развитие и широкое применение углеродных нанотрубок способствует новому витку научно-технической революции, которая заслуживает нашего постоянного внимания и ожиданий.

• Предыдущий: Углеродные нанотрубки исследовательского класса
• Далее: Углеродные нанотрубки FWCNT с мало стенками