碳纳米管在锂离子电池中的应用

夏 雨，王双双，王义飞



碳纳米管在锂离子电池中的应用

夏 雨，王双双，王义飞

（合肥国轩高科动力能源有限公司工程研究院，安徽 合肥 230012）

碳纳米管因具有优异的电导率、热导率、力学性能以及独特的结构形貌，被用于改进锂离子电池性能。该文总结了近年来作为锂离子电池的添加剂、电极材料复合基体以及集流体的最新研究进展，重点介绍了最新的碳纳米管作为电极材料添加剂的使用方法、碳纳米管与电极材料的不同复合方法及其对锂离子电池容量性能、倍率性能以及循环寿命的影响。同时指出了碳纳米管在锂离子电池中大规模应用时需要克服的问题，如降低碳纳米管的制备成本、开发适用于工业生产的复合技术、改善碳纳米管的分散性能等。

碳纳米管（CNT）；锂离子电池；导电添加剂；集流体

碳纳米管（carbon nanotubes，CNTs）是一种同轴管状结构的碳原子簇，其管径和管与管之间相互交错的缝隙都属于纳米数量级，根据管壁（由碳原子通过sp2杂化与周围3个碳原子完全键合形成六边形平面）的层数可以将CNTs分为单壁碳纳米管（SWCNTs）和多壁碳纳米管（MWCNTs）。由于CNTs具有特殊管状石墨结构以及独特的弹道电子传导效应，其室温电导率可高达103S/cm[1]，SWCNTs的热导率高达5800 W/(m·K)[2]，MWCNTs的热导率也有3000 W/(m·K)[2]。同时，定向生长的三维CNTs阵列具有优异的力学性能。因此，将CNTs用作电极材料的三维导电结构或导电剂，既可以提高电极的电导率和热导率，也可增强电极的力学性能[3]。同时碳纳米管还具有优异的嵌锂性能[4]，不同合成条件下制备的MWCNTs的可逆比容量在80～640 mA·h/g；……