碳纳米管电池研究进展

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1、碳纳米管材料及碳纳米管电池研究进展1、纳米材料纳米材料是80年代发展起来的新型材料，被美国材料科学誉为“21世纪最有前途的材料”。与一般粗晶材料相比，具有硬度强度大、低密度、低弹性模量、高电阻、低热导等优点。纳米材料的研究主要集中在以下几方面：纳米陶瓷材料、纳米金属材料、纳米磁性材料、纳米催化材料、纳米半导体材料、纳米复合材料、纳米聚合物材料、碳纳米管等。2、碳纳米管碳纳米管是由类似石墨结构的六边形网格卷绕而成的、中空的“微管”,分为单层管和多层管。多层管由若干个层间距约为0.34纳米的同轴圆柱面套构而成。是一种有

2、着特殊结构和性质的新型材料，具有奇特的物化性能，特别是其优异的各向异性力、热、光、电特性。其导热性是铜的5倍；它的拉伸强度达到50～200GPa,是钢的100倍,密度却只有钢的1/6；其导电性根据结构的不同而异,可以是导体、绝缘体、半导体,甚至可以仅次于超导体。在导电材料领域，碳纳米管是完全有希望和传统的导电炭黑相竞争的。碳纳米管(CNTs)作为锂离子电池负极材料的添加剂，和独特的结构有广泛的应用：大容量电容器电极材料、储氢材料、场发射材料等。纳米管的制备方法主要有：电弧法、催化法、等离子体喷射沉积法、金属催化热分

3、解法、电解法等。其中最典型的制备方法是电弧法和催化法。多壁碳纳米管碳纳米管多壁碳纳米管3碳纳米管产业的现状3.1国内方面研究进展：碳纳米管的制备工艺及应用生产工艺、专利技术、相关文献资料等，在国内已有较多的研究与报道，关于这方面的技术资料也很多。http://book.kongfz.com/17386/98449805/；http://www.op15.com/jinshu/cixing/8461.html）。据了解，亚洲最大碳纳米管生产基地落户深圳。2005年，湖北华中师范大学贾志杰团队以推动碳纳米管生产的规模化

4、和商品化为目标，进行了前期的生产工艺研究，采用催化裂解法合成了碳纳米管，并对催化剂配制工艺和裂解工艺改进、优化，以及连续批量生产前期基础研究，实现了多壁碳纳米管连续、稳定地工业化大批量生产。其经济技术指标：生产成本小于5元人民币/克碳纳米管。（http://www.hbec.gov.cn:8000/cxy/showprejects.asp?ID=665）目前技术成熟度已通过湖北省科技厅主持的技术成果鉴定，达到国内先进水平。并想通过技术转让、合作开发两种方式寻求合作伙伴。中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所陈韦课题组在

5、利用液晶相制备高度有序碳纳米管复合材料研究方面，取得新的进展。三星综合技术院朴玩浚(43岁)博士研究组表示，全球最先开发出了在常温下合成纳米技术的核心材料“碳纳米管”的技术。中科院高科技项目“碳纳米管的低成本生产技术”合作转让。技术特点：以废旧塑料为原材料，采用全新的技术途径，利用常规生产设备，通过分散、热处理、分离方法合成碳纳米管，是中国科学院理化技术研究所独家拥有的发明专利新技术。该工艺具有原料来源广泛、价格低廉、能耗低、环境友好、产品质量好、成本低等特点。采用本项专利技术建成年产100吨规模的生产线，其设备投

6、资为30万元左右，生产成本可控制在5万元/吨以内。目前国内外该类产品的最低价格高于200万元/吨。因此，该项目的竞争优势和市场效益显著。3.2国外研究进展多层碳纳米管的生产，世界范围内现在公开报道的主要有6家百吨级规模的工业试验生产装置在运转，都是采用的化学气相沉积法的路线：1、德国bayer公司的碳纳米管项目，预计年产200吨；2、法国arkeman公司，预计年产200吨；3、比利时nanocyl公司，预计年产200吨；4、美国cnano公司，运营在美国，生产基地在北京，预计年产500吨；5、美国hyperion

7、公司，产量未知，最早开发碳纳米管商业应用的公司；6、日本昭和电工（ShowaDenkoK.K），预计年产400吨。4碳纳米管电池碳纳米管电池是一种贮能器件，这种器件奇特之处在于其功能既像高能量电源，又像大功率超级电容器。还有一项特点是可利用人的血液或汗液对电池充电。据专家人士预言：碳纳米管电容式充电电池从实用性来说最终会引领未来新能源。碳纳米管的应用非常广泛：可用于锂离子电池负极材料，构建电双层电容器电极材料用于储能。据报道，美国科学家利用碳纳米管将锂电池和电容器结合起来，构建了新型高容量的碳纳米管电池。关于碳纳米

8、管电池的研究进展总结如下：4.1国内外碳纳米管研究进展：美国麻省理工学院科学家已发现一种制造碳纳米管的方法，可以将电池及超级电容相结合，制造出可以快速储存、输出大量能量蓄电装置，为电动客车提供一种理想解决方案。具体的实验方法是：在实验室中使用多层含碳纳米管制造电池的正极，同时使用锂钛氧化物制造电池的负极，电池电极厚度仅为几微米。该锂电池单位重量的能量输出比传