替代炭黑！LG、寧德時代已入局，碳納米管導電劑的破局關鍵

隨著全球能源轉型步伐加快，動力電池與儲能系統成為新能源產業的核心支撐。無論是電動汽車的大規模普及，還是分布式儲能與大電網的融合，都對電池的能量密度、功率性能與循環壽命提出了前所未有的要求。在這一背景下，碳納米管（CarbonNanotube, CNT），尤其是單壁碳納米管（Single-Walled Carbon Nanotube, SWCNT），因其優異的導電性和網絡構建能力，被越來越多的研究者和產業界視為下一代高能量密度電池中至關重要的導電劑。

然而，CNT的應用并非坦途。其在分散、研磨及規模化應用過程中仍面臨工藝瓶頸。本文將從產業趨勢、應用場景、技術難點和企業實踐等多個角度，全面解讀CNT的發展機遇與挑戰，并重點介紹琥崧（Hoosun）在技術路徑與產業化落地中的突破與貢獻。

單壁碳納米管結構示意圖

一、產業趨勢：市場規模與需求走向（2025–2030）

根據市場研究機構的數據，全球CNT市場規模預計將在2025年達到42.1億美元，并于2030年增長至81.5億美元，年復合增長率約14%。這一增長曲線清晰地反映出新能源電池產業的強勁拉動作用。

在不同電池應用中，CNT/SWCNT的價值逐漸凸顯：

動力電池：電動汽車是CNT需求的核心驅動力。車企對能量密度和快充性能的追求，使CNT替代部分傳統炭黑成為趨勢。以LG Chem等國際廠商為代表，已在部分電池中采用CNT以提升導電效率和倍率性能。

儲能電池：更關注循環壽命與安全性，部分儲能廠商已在導電劑體系中引入CNT，以提升電池穩定性和可靠性。

固態電池：作為下一代電池的重點方向，SWCNT在固態電解質與活性材料的界面導電、成膜及機械性能優化方面展現獨特優勢。一旦固態電池進入產業化階段，SWCNT的需求有望迎來爆發式增長。

從區域角度看，亞洲（尤其是中國、韓國、日本）已成為全球CNT最大的應用市場；歐洲和北美則在研發與專利布局方面領先。可以預見，在未來五年中，CNT將從實驗室材料逐步走向大規模產業化。

二、頭部企業的應用進展

產業鏈上的龍頭企業，已經率先在CNT應用方面進行布局：

· LG Chem：開發并商業化CNT導電劑產品，廣泛應用于動力電池中。

· CATL：在CNT添加劑方面已進入中試與量產驗證階段，目標是提升電池能量密度和循環壽命。

· Tesla：通過供應鏈合作，在部分電極材料研發中引入CNT技術，探索大規模應用的可能性。

這些企業的實踐，表明CNT已從前沿研究逐步進入產業落地的關鍵時期。

三、工藝難點：傳統方法的局限

雖然CNT的理論性能優異，但其在產業化過程中存在顯著挑戰。核心問題集中在分散均勻性與結構穩定性上。

· 傳統攪拌：對CNT的解聚能力有限，往往無法打破團聚，導致導電網絡不完整。

· 超聲處理/球磨：雖然在一定程度上改善分散效果，但容易破壞CNT尤其是SWCNT的管狀結構，反而降低了導電性。

· 規模化生產困難：批次穩定性差，生產成本高，制約了大規模推廣。

因此，找到既能實現CNT高效分散、又能保持其結構完整性的工藝路徑，成為產業化的關鍵。

四、琥崧路徑：從分散到研磨的系統解決方案

作為深耕微納米研磨與分散領域的高新技術企業，琥崧科技集團在CNT應用上提出了獨特的“IMS在線分散+納米砂磨”工藝組合，形成了從預分散到超細研磨的全流程解決方案。

1. IMS在線分散機

· 真空吸粉+高剪切分散：有效避免CNT團聚與粉塵排放，實現安全環保。

· 負壓解聚工藝：幫助SWCNT更接近原始管徑狀態分散，保持其優異性能。

· 模塊化定子-轉子結構：可調節能量輸入，分散效果覆蓋毫米至亞微米級。

琥崧IMS在線分散機

工藝原理

2. 納米砂磨機

· 動態分離結構：避免研磨介質混入，保證材料純凈度。

· 精準控溫（±1℃）：防止SWCNT因過熱而結構損傷。

· 高效研磨珠運動：實現細化同時降低斷裂風險。

琥崧納米砂磨機

工藝原理

通過這一整套工藝，琥崧成功解決了CNT分散研磨過程中的關鍵瓶頸，為其規模化應用提供了可靠的技術支撐。

五、產業貢獻：綠色制造與商業價值

琥崧的技術方案已在多個應用中實現產業化落地：

· 鋰電池導電劑：提升導電網絡構建能力，增強倍率性能。

· 硅碳負極漿料：通過均勻分散，改善界面穩定性和循環壽命。

· 固態電池漿料：確保SWCNT在固態電解質體系中的有效作用。

更值得一提的是，琥崧的工藝兼顧了綠色制造與ESG要求：

· 單條產線每年可節省6–9萬度電，相應減少碳排放；

· 全流程符合ISO14001、ISO9001、歐盟CE等國際認證標準；

· 有助于客戶滿足日益嚴格的可持續發展與碳排放合規要求。

這些成就不僅體現了琥崧的技術實力，也展現了其在全球綠色產業浪潮中的責任擔當。

六、結語：未來展望

碳納米管，尤其是單壁碳納米管的產業化，正進入加速階段。其在動力電池、儲能電池和固態電池中的應用潛力巨大，但要實現真正的規模化，還必須依賴先進的分散與研磨工藝。

琥崧憑借在微納米研磨技術上的深厚積累，成功突破CNT分散瓶頸，推動其在電池行業的應用從實驗室走向產業化。未來，琥崧將繼續秉承技術創新驅動產業變革的理念，聚焦新能源電池與先進材料領域，為產業升級與綠色制造提供核心技術支撐。

隨著全球新能源產業的快速發展，可以預見CNT的應用前景將更加廣闊，而像琥崧這樣的技術創新者，也將在推動行業高質量發展中扮演越來越重要的角色。