10月29日，OCSiAl 的在塞尔维亚的单壁碳纳米管生产装置投用，年生产能力为60吨，可满足65GWh的锂离子电池需求，并计划在明年新建第二台生产装置，使产能翻倍。单壁碳纳米管是解决固态电池硅基负极膨胀问题的有效解决方案之一，那么其技术优势在哪里？规模化生产难点在哪里？产业化情况如何？如OCSiAl、NoPo Nanotechnologies以及华永烯科技、常州六边形纳米科技、希诚新材料、天奈科技、道氏技术等相关企业进展如何？
(一) 单壁碳纳米管可解决固态电池硅基负极材料的膨胀问题
随着电动汽车对续航及快充性能等要求越来越高，相较传统液态电池，能量密度和安全性更高的固态电池通常被视为最具潜力的下一代电池技术。理论比容量高于石墨负极的硅基材料也常用于固态电池中，但其电导率较差、体积膨胀系数也较大，在充放电中存在容易出现膨胀，循环稳定性较差等问题。
所以具有优异的导电性的单壁碳纳米管逐渐步入人们的视野，作为导电剂，其高长径比、大的柔韧性，在极低添加量下即可在硅基负极内部形成三维导电网络的特性，可以大幅度提高电池的循环寿命，降低电池循环的内阻。因此，单壁碳纳米管是解决硅基负极膨胀问题的有效解决方案之一。同时除锂电外，单壁碳纳米管在半导体、航空、医学等领域均有较大的应用前景。
根据OCSiAl相关结果表示，同等充放电条件下，在0.5C，1C充放电情况下，容量的保持率并未出现明显的差异，但是随着充放电倍率的提升，单壁碳纳米管作用逐渐显现，超过 2C 之后，容量保持出现差异，倍率越高，差异越明显。
(二) 单壁碳纳米管连续大规模生产仍待突破
单壁碳纳米管的产业化难点包括规模化低成本制备、产品性能指标精准调控以及均一稳定的导电浆料制备等等。据华永烯相关负责人向电动中国表示，当前单壁碳纳米管连续化生产产能仍然较低，尤其是高品质的产品，核心在于如何稳定的控制温场和流场，使其达到较理想的碳原子成核生长条件等。据透露，其目前单壁碳纳米管正处于小试阶段。
规模化低成本制备。单壁碳纳米管的生产工艺包括电弧法、激光烧蚀法、CVD化学气相沉积法等，其中化学气相沉积法生长温度较低、批次产量高且纯度较高，较为适宜规模化生产，但其对碳源、催化剂及工艺的要求较高，成本仍有较大的下降空间。
产品性能指标精准调控。手性，管径、长度以及纯度的控制对单壁碳管至关重要。以手性为例，单壁碳管的本征性质由其手性直接决定，单壁碳纳米管的结构可视为由单层石墨烯按一定方向卷曲而成的一维无缝中空管状结构,卷曲方向不同时, 得到的单壁碳管结构不同，其性能也不同。金属型的在导电性能上非常出色，而半导体型的则具有较好的电气性能。
均一稳定的导电浆料制备。由于碳纳米管之间存在着一定强度的范德华力，容易团聚，影响单壁碳纳米管的单体特性，需要解决其分散稳定性问题。
(三) 中国企业正加速单壁碳纳米管技术市场化
当前单壁碳纳米管仅有极少部分企业可以实现产业化，全球已投入运营的产能百吨左右，多为OCSiAl一家拥有，据行业人士向电动中国透露，OCSiAl以在中国和欧洲工厂加工分散液的形式向行业供应。OCSiAl的扩产力度较大，且已与多家企业达成合作，包括博赛利斯、辉能科技等。
但今年以来，已经有多家中国企业宣布其单壁碳纳米管进展。目前，华永烯单壁碳纳米管已经处于小试阶段，江苏恒流科技和常州六边形纳米科技完成融资，正加速其产业化进程。除此之外，杭州阿童木科技有限公司的“单壁碳纳米管-超级导电剂宏量制备”项目也获得今年8月的创客中国”杭州赛区一等奖。
(四) 相关企业介绍
OCSiAl 是专业的碳纳米管公司，专注于碳纳米管的开发和应用，开发了TUBALL™单壁碳纳米管产品。该公司拥有200名员工，在50个国家和地区研发及销售碳纳米管相关业务。OCSiAl于2023年推出了高含量的 SWCNT 分散体，并计划扩大全球生产和供应链。OCSiAl还计划 2027 年在卢森堡建设一个生产基地，以进一步扩大 OCSiAl 在欧洲市场的供应。
NoPo Nanotechnologies，成立于2011年，位于印度，专注于单壁碳纳米管的开发及应用。自2018年开始，已经为半导体、电子、动力电池及医疗等领域供货。据悉，该企业开发了工业级的气相化学沉积工艺，可以在高温高压下运营，可连续运行72h。
江苏华永烯科技有限公司，位于江苏省溧阳市，由中科院天目湖先进储能技术研究院牵头，陕西华原控股投资集团有限公司和江苏永邦智能装备科技有限公司共同出资注册成立。主要生产高品质石墨烯粉体、碳纳米管粉体、高性能石墨烯复合导电浆料、CNT导电浆料、干法导电剂等，目前其单壁碳纳米管处于小试阶段。同时也致力于石墨烯应用研究及研究成果转化、孵化。该项目倍受中科院关注和支持，被列为苏陕合作的典范工程。
常州六边形纳米科技有限公司，成立于2022年7月，专注于研发、生产、销售高品质的碳纳米材料，致力于加速新能源领域单壁碳纳米管导电剂及其他战略领域单壁碳纳米管添加剂的国产化替代。已成功完成了百公斤级产线的建设和生产，并正稳步推进吨级连续化产线的搭建工作。
江苏希诚新材料科技有限公司，成立于2022年9月，总部位于常州市金坛区锂电科创园，专注于新型碳纳米材料的研发、生产与销售。已经实现10公斤级寡壁管、公斤级单壁碳纳米管的量产。相关产品对标三星、LG及OCSiAl。
碳寻新材料，成立于2020年，是一家研究导电剂碳材料的企业，并专注于新型单壁碳纳米管（SWCNT）量产化及配套设备的开发，采用化学气相沉积法生产，去年已完成中试。目前，主要产品分为三种高纯单壁碳纳米管粉末、水系导电浆以及NMP油系导电浆。计划2024年底，完成20-30吨单壁碳纳米管高纯粉末的生产，实现生产销售单壁碳纳米管导电浆900吨的经营目标。
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