上榜理由

综合性能优异的锂电池导电剂，渐成主流

碳纳米管作为锂电池的导电剂，较其它类型的导电剂，可以提高电池的容量、循环稳定性和循环寿命等。目前，添加碳纳米管作为锂电池导电剂，提高电池性能

的产业化应用，是锂电池领域的重要研究方向。

材料简介

锂电池正极活性材料多采用 Co、Ni 和 Mn 等过渡金属氧化物及过渡金属磷酸盐，导致其导电性较差，因此需要添加导电剂来减小电子传输的阻力，提高充放电性

能。常见的导电剂有乙炔黑、导电炭黑、导电石墨、金属纤维和碳纳米管等。

碳纳米管（Carbon  Nanotubes，CNT）是由六边形排列的碳原子构成的数层到数十层的同轴一维纳米材料， 在电池导电剂中的应用占其产量的一半以上。相对于

传统的导电剂，碳纳米管导电剂添加量少，间接增加电池能量密度，使电池的充放电和循环性能得到有效提升。

经过近十年的推广，碳纳米管在锂电池行业中的使用已经越来越普及，除了应用于动力电池外，在数码电池里碳纳米管导电剂也开始使用。

性能优势

锂离子电池活性材料为颗粒状，导电剂必须填充活性物质的间隙，使导电剂与活性物质充分接触，才能提高导电性能。炭黑、乙炔黑、SuperP-Li 及导电石墨均为

小粒径颗粒状物质，添加量要达到一定值，才能发挥导电作用。但导电剂添加量的增加，会降低极片中活性物质的含量，从而降低电池的容量密度和能量密度。

1.碳纳米管为一维管状结构，碳环可形成共轭效应，少量的添加就可形成充分连接活性物质的导电网络，有利于提高电池的容量和循环稳定性；

2.碳纳米管具有双电层效应，有利于提高电池的大倍率充放电性能；

3.碳纳米管良好的导热性有助于电池的散热，减轻内部极化，因此可提高电池的高低温性能和安全性，延长寿命；

4.碳纳米管长径比较高，达到相同的渗流阈值所需的添加量小于其他导电剂；

5.碳纳米管的储锂容量，远大于天然石墨、人造石墨和无定形碳等传统碳材料，因此使用碳纳米管作为锂电池导电剂，可以大幅度提升锂电池容量、电池循环寿命。

应用领域

新能源锂电池

发展历程

1.第一代碳纳米管生产技术，以能实现碳纳米管吨级生产为主要目标，对管径和导电性等指标没有太多要求。生产的碳纳米管直径在 10-30nm 左右，通过移动床 

/ 流化床实现了大批量吨级生产。

2.第二代碳纳米管技术，通过对催化剂的调控，实现了 10nm 左右碳纳米管的生长，生产出来的碳纳米管是几百微米的聚团结构，对更细管径和定向结构没有具

体要求。

3.第三代碳纳米管技术，通过层状无机载体的调控，实现了碳纳米管的定向结构生长，在实际批量放大的时候，碳纳米管的管径在 7-11nm，比表面 230-300m

/g。因为碳纳米管产物里含有硅元素，纯化比较麻烦， 纯化到电池级成本较高。

4.第四代碳纳米管技术，是国内几个公司正在逐步定型的技术。低密度、易分散、小管径，比表面在 250- 350m /g，堆密度 0.01-0.02g/ml。因为碳纳米管产物密

度比较低，用流化床生产的过程可控性有波动，批次差异明显，生产成本高。

5.第五代碳纳米管技术，是陈列式的碳纳米管，蓬松易分散，层数在 2-4 层，比表面在 450m2/g 左右，管径为 3-8nm 的小管径，密度低，大约为 0.01-

0.02g/ml，生产效率比传统碳纳米管低很多。

6.第六代碳纳米管技术，逐渐定型了一种和传统碳纳米管生产工艺兼容的小管径薄壁碳纳米管技术，兼容于传统流化床或移动床设备，可以高效、低成本生产高

导电性碳纳米管，解决了高质量碳纳米管大批量生产的瓶颈问题。

市场规模

2018 年全球碳纳米管导电浆料市场出货量为 3.44 万吨，同比增长 25.9%，其中中国 2018 年碳纳米管导电浆料市场出货量达 3.25 万吨（含 CNT/ 石墨烯复合浆

料，纯碳纳米管导电浆料），同比增长 26.3%。

据预测，未来五年全球碳纳米管导电剂浆料需求量将保持 40.8% 的年复合增长速度，到 2023 年需求量将达19.06 万吨。

主要研究单位/公司 

应用案例

新能源：

锂电池…