中国粉体网11月17日讯  在对锂离子动力电池容量和功率需求越来越高的今天,碳纳米管已成为导电剂发展的主要方向之一。碳纳米管又可以分为多壁碳纳米管和单壁碳纳米管。相比较于传统的多壁碳纳米管而言，单壁碳纳米管用于动力电池上，对电池循环性及电池容量的提升更为明显，用量也会更少。碳纳米管因具有优异的物理化学性质，被很多业内人士寄予厚望。

　　碳纳米管充当锂电池导电剂

　　由于具有更高的电子导电率,碳纳米管可以在锂电池中充当导电剂的作用，相当于锂电池导电网络中“导线”的作用。而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，此外，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。与此同时，碳纳米管在锂电池中的用量较少，能够降低锂电池中导电剂的含量，其良好的导热性能，也有利于电池充放电时的散热。

　　对于锂电企业来说，单壁碳纳米管的产业化问题的解决，意味着其能得到更为贴切的服务。深圳市纳米港有限公司总经理梁颖表示，碳纳米管企业可以根据锂电企业的要求，提供不一样的配套服务，开发适应于不一样的应用要求所需要的碳纳米管。与此同时，在性能、结构控制上可以做到更加多样化，以此可以满足各种应用。

　　除了可以用于LFP、LCO、LMN、NCM、石墨等电极材料中作锂电池导电剂之外，碳纳米管还可以应用于锂电子电池导电剂、导电塑料、高分子复合材料、涂料等众多领域。“这可能会引领材料产业的新革命。”梁颖如是说。

　　碳纳米管表面活性较高，制备电极时不易分散，为了充分利用单根碳纳米管的性质，需要将碳纳米管均匀地分散在电极材料中。通常物理方法和化学方法，可以将碳纳米管有效地分散在液体或熔融物质中。通过表面活性剂的加入或表面修饰方法，也可以改善碳纳米管和分散剂之间的相互作用，从而实现最大程度的分散。

　　新型碳纳米管平板光源

　　日本东北大学的研究者研发了一种新型的节能平板光源。它基于碳纳米管材料，并且能耗很低――每小时大约消耗0.1瓦特电能，比led耗能水平低近100倍。10月14日，美国物理联合会(aip)出版的《科学仪器评论》刊发了这一最新进展。

　　在论文中，研究者详述了该器材的制作和优化过程。这是一种基于类似“二级管”的结构，用磷荧光屏和单层碳纳米管作为电极的照明器材。人们可以把它们想象为微缩了的钨丝场。

　　研究者先将高度结晶的单层碳纳米管均匀混合入一种有机溶液和一种类似肥皂的化学物质表面活性剂。然后他们把这种混合物“涂”到器材的阴极，用砂纸打磨表面以形成平板光源。这样的光源可以产生大量稳定均匀的发射电流，并且耗能很小。

　　“我们结构简单的‘二极管’平板光源照明效率可达60流明每瓦特，在制作低耗能照明器材方面有很大潜力。”该研究的领头科学家、东北大学环境学副教授norihiroshimoi介绍。

　　尽管该照明器材有类似于二极管的结构，但它的发光系统不是基于二极管的工作原理。二极管是由两层导体和绝缘体的半导体材料，再加上中间介质组成，不同半导体材料层的电属性是由掺入的杂质决定的。

　　该新型照明器材的照明原理更类似于阴极射线管，是由真空管里的一个阴极和一个作为阳极的磷荧光屏组成。在强电场作用下，阴极通过碳纳米管的细小尖端发射密集高速的电子束，这种现象被称作场发射。之后，电子在真空管里做高速运动，最后击中磷荧光屏发出荧光。

　　可生成独特新结构

　　一个由英国诺丁汉大学的科学家组成的研究小组宣称，他们首次通过纳米级化学反应改变了碳纳米管的内部结构。这一研究推翻了之前人们认为的中空纳米结构内表面化学性质稳定、不易发生反应的结论。研究表明，改变了形状的碳纳米管是一种令人兴奋的新材料，它将会在天然气存储设备、化学传感器和晶体管等电子器件的研发中发挥重要作用。相关论文发表在《自然-化学》杂志上。

　　在最新研究中，科学家发现金属铼（Re）的单个原子参与的化学反应能改变纳米管内壁的结构。通过与德国乌尔姆大学合作，借助该机构最先进的纠偏高分辨透射电子显微镜（AC-HRTEM），科学家们能在原子水平上观测到过渡金属原子在碳纳米管中反应的实时影像。

　　研究人员发现，最初，由铼发起的攻击先会在碳纳米管的内壁上制造一个缺陷，然后通过“吃”掉多余的碳原子，将其变为一个纳米级的突起。随后，这一突起会迅速增加尺寸并自行密封起来，形成一个独特的碳结构。由于这个突起结构和树枝上新生的绿芽极为相似，研究人员将其命名为“纳米芽”。

　　此前，纳米芽结构被认为只能在碳纳米管外表面经由有碳分子参与的反应形成。新研究改变了这一看法，首次发现纳米芽可以从内部形成。