石墨烯碳納米管好不好?石墨烯自問世以來，盡管引發無數熱議，但仍然是諸多領域研發者的重點關注對象，其中包括锂電行業目前石墨烯在锂電池中主要被用作導電劑，下面我們就來聊聊關于石墨烯碳納米管好不好?接下來我們就一起去了解一下吧!

石墨烯碳納米管好不好

石墨烯自問世以來，盡管引發無數熱議，但仍然是諸多領域研發者的重點關注對象，其中包括锂電行業。目前石墨烯在锂電池中主要被用作導電劑。

在锂電池的制作細分工藝上，導電劑的加入通常首先考慮的是電池材料活性物質本身的特性，直接作用是增加導電性能。值得注意的是，導電性能會直接影響電池的放電平台、容量發揮、循環穩定、内阻、高倍率性能等。

當前锂電池使用較廣泛的導電劑可分為導電炭黑、導電石墨和新型導電劑等三大類，其中新型導電劑包括碳納米管、石墨烯等。

一位業内人士表示，從锂電池導電劑的研究發展曆程來看，正在經曆石墨——碳納米管——石墨烯三個過程，這表明導電劑的顆粒粒子越來越小。這源于锂電池對容量、循環性能要求越來越高，材料的導電性極大影響着這些因素，加入顆粒粒子越小的導電劑是解決這一難題的最直接方法。

那麼碳納米管和石墨烯這兩類新型導電劑誰更具優勢?高工锂電網将從性能、發展瓶頸、價格成本等多角度來綜合比較分析。

到底誰會更勝一籌?

首先來了解什麼是碳納米管和石墨烯。

碳納米管是由一層石墨層卷起來的直徑隻有幾納米的微管，也可由不同直徑的微管同軸地套構在一起形成管束。按照層數來分類，可分為單壁碳納米管和多壁碳納米管;石墨烯是從石墨材料中剝離出來、由碳原子組成的隻有一層原子厚度的二維晶體，也分為單層石墨烯和石墨烯微片(多層結構)。

從本質上看，碳納米管和石墨烯都屬于石墨類材料，隻不過碳原子的排列組合不同，形成螺旋狀的碳納米管和片狀的石墨烯，所以它們都具備石墨的一些相同特性，比如導電性。

具體而言，碳納米管由于尺寸小，比表面積大，表面的鍵态和顆粒内部不同，表面原子配位不全等導緻活性位置增加，成為理想的材料添加劑。但石墨烯電極擁有更小的極片電阻，可以做到更大的壓實密度。

導電劑通常要在最少量添加的情況下，實現最優的導電性能。目前，市場化應用的碳納米管和石墨烯都是以預分散導電漿料的方式提供。從導電性能上看，有業内人士認為，作為第三代導電劑，石墨烯的導電性無疑會高于其他産品。

青島昊鑫新能源科技公司(下稱“昊鑫能源”)沈傑博士表示，石墨烯的導電性好，碳納米管的優點是它在電解液中的吸液能力更強。

而另一位業内人士表示更看好碳納米管導電劑在锂電池中的應用，因為純石墨烯的離子導電性沒有碳納米管好，加入純石墨烯導電劑的電子會在循環幾十周後跳出來，這一點會影響電池的循環穩定。

對此，深圳市比克動力電池有限公司(下稱“比克電池”)基礎研發部柳青博士表示認同，碳納米管的電子導電性和離子導電性都比較好，這更有利于提升電池的循環性。

從導電機理分析，石墨烯通過點面接觸來導電，碳納米管則經由點線接觸傳輸。一般而言，接觸的面積越大導電性能就會越好。有業内人士認為，片層較厚的石墨烯會阻礙锂離子的擴散而降低極片的離子電導率，6-9層最為适宜。

其實都存在發展瓶頸

事實上，盡管各有優勢，碳納米管和石墨烯這兩款導電劑都存在發展瓶頸。

目前業界對石墨烯的一點共識就是，真正意義上的石墨烯制作成本高，難以實現産業化。而對碳納米管來說，最大的難題則是分散。相較之下，碳納米管的分散“難關”比石墨烯的“難産”更容易攻克，碳納米管在導電劑上的應用也更為成熟。

據了解，OCSiAl目前已實現單壁碳納米管的大規模生産應用，這是一家專業從事單壁碳納米管研發生産的跨國公司。

該公司香港總裁Grigory Gurevich 自豪地表示，OCSiAl是國際性的大公司，在全球擁有很多的資源，包括幾百甚至上千的合作夥伴，這些合作夥伴都有世界知名的實驗室、大學及科研院所，共同研發添加劑的分散和應用。OCSiAl的産品分散好,很容易添加到材料上,客戶不需要重新分散也無需改變原工藝流程。

值得注意的是，盡管業界一直對石墨烯産業化感到渺茫，但近日高工锂電網經多方調查了解，确認昊鑫能源已經實現類石墨烯的産業化生産。與市場上幾十甚至上百層的石墨微片相比，昊鑫能源批量生産的石墨烯導電劑産品能夠做到2-10層。

兩者價格下降空間都很大

正所謂“不管是黑貓還是白貓，隻要抓到老鼠就是好貓”，從企業盈利的角度來說，碳納米管和石墨烯的購買成本是其考慮衡量的一個重要因素。這兩款産品誰能夠做到成本更低，無疑會增添競争優勢。

目前市場上碳納米管和石墨烯兩款産品售價相差不大，但不同型号的導電劑價格會有很大差異。據了解，常規的碳納米管導電劑的價格是700-800元/kg。

Grigory Gurevich表示，作為産品推廣，第一點就是價格要有吸引力。以往的添加劑在價格上甚至超過了基質本身。與其他公司相比，OCSiAl的産品不僅價格低，而且更加有效率和吸引力，因為其添加量與其他添加劑相比要低得多，從0.001%到0.1%。

據昊鑫新能源相關負責人透露，公司生産的類石墨烯産品産能已經接近200噸，比亞迪和國軒高科都已成為這款産品的使用客戶，而且公司計劃明年将把産能擴大至1000噸。

高工锂電網從比亞迪處了解到，昊鑫能源的這款導電劑比市面上同類産品導電性能要好，價格上也比較有優勢。

上述昊鑫新能源負責人介紹，與市面上的導電劑相比，公司的産品價格與其差不多，但導電性能好很多，即使在減少添加量的情況下也能達到導電效果，例如在添加量為碳納米管25%的條件下就能實現相同導電性能。

高工産研锂電研究所(GGII)認為，目前碳納米管和石墨烯均做成導電漿料，價格比普通炭黑SP貴很多。炭黑是非常成熟的導電劑，價格比較穩定。但碳納米管和石墨烯價格下降空間較大，石墨烯價格下降速度更快，應用前景很大。至于在锂電池的應用上，兩款導電劑不同的用法會産生各異的效果，孰優孰劣很難判定。

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