www.188betkr.com 讯近年来，高性能负极材料成为目前锂离子电池的研究热点之一，硅基负极材料更是因其理论比容量远超石墨负极，成为行业突破能量密度瓶颈的核心方向。2025年6月24-25日，由www.188betkr.com 主办的第二届硅基负极材料技术与产业高峰论坛暨2025CVD硅碳负极材料前沿技术论坛在安徽合肥举办。
在此期间，www.188betkr.com 邀请到了四川大学的王延青研究员就超长碳纳米管及其在硅碳负极中的应用等一系列问题进行了探讨交流。
www.188betkr.com ：王老师，您团队在硅碳负极材料领域的主要研究方向在哪几个方面？近年来有哪些研究成果？
王老师：我们团队在硅碳负极领域的主要研究方向一是开发新型硅基负极材料的制备方法，二是构建有助于提升性能的材料结构。在制备方法上，利用工业废弃物如钛高炉渣，通过铝热还原和酸蚀刻相结合的方式，制备出多孔微硅/硅-钛合金负极；还通过喷雾干燥法，将硅纳米颗粒和多壁碳纳米管分散液等混合，合成多孔球形硅/碳纳米管负极材料。
www.188betkr.com ：王老师，请您简单介绍一下量产超长碳纳米管单分散液的工艺和相应的生产设备。
王老师：研究发现作为锂电池新型导电剂的碳纳米管随着长度越长，长程导电能力越强，锂电池的倍率性能会有巨大提升。但由于超长碳纳米管聚集性和稳定性难以解决，一直未能广泛运用。为了解决超长碳纳米管聚集性和稳定性这一关键科学问题，我们团队一直致力于研究并解决这个世界性难题，最终开发出了一种量产超长碳纳米管单分散液（浆料）的工艺和相应生产设备。量产超长碳纳米管单分散液的核心在于通过“高效分散+稳定化控制”打破团聚平衡，工艺上需结合机械力、超声能与分散剂协同作用。我们主要采用共价-非共价联合修饰技术开创非/弱极性/固态分散，实现了从极性溶剂到非/弱极性溶剂到固态分散，在国际上首次提出“活性纳米碳”的概念，即固态分散。填补国内CNT在非/弱极性体系分散的空白，开创和引领固态分散新方向（无溶剂分散），最终实现全体系分散。
www.188betkr.com ：王老师，超长碳纳米管在硅碳负极中的应用与其他碳材料相比有哪些独特优势？
王老师：超长碳纳米管由于其连续的网络结构，能够有效抑制硅的体积膨胀，同时提供高导电性，从而在循环稳定性和倍率性能上表现优异。另外，超长碳纳米管的长径比可能有助于形成更有效的电子传输通道，减少电子传输距离，从而提高电池的充放电效率。同时，其机械性能可能有助于维持复合材料的结构完整性，减少循环过程中的结构破坏。不过，也需要注意超长碳纳米管可能存在的缺点，例如分散性问题，过长的碳纳米管可能在复合材料中难以均匀分散，导致局部应力集中，反而影响性能。但如果在制备过程中解决了分散问题，超长碳纳米管的优势就能充分发挥。
www.188betkr.com ：王老师，使用超长碳纳米管制备的硅碳复合材料具备多孔球形结构，这种结构如何提升电化学性能？
王老师：多孔球形结构为电解液渗透提供了更大的面积，有利于锂离子的插入和脱出。多孔球形结构与超长碳纳米管的结合，通过“孔隙缓冲体积膨胀+球形均匀应力分布+碳纳米管导电增强”的三重机制，显著提升硅碳复合材料的循环稳定性、倍率性能与能量密度。这种结构设计不仅解决了硅负极的体积膨胀难题，还通过优化离子/电子传输路径和活性物质负载效率，推动硅碳负极向高容量、长寿命方向发展，在动力电池与储能领域具有重要应用价值。
www.188betkr.com ：王老师，这种硅碳复合材料是否具备产业化能力？它的应用前景如何？
王老师：硅碳复合材料具备一定的产业化能力。在制备方法上，如利用喷雾干燥法可规模化合成多孔球形硅/碳纳米管负极材料，该方法成本效益高且可扩展性强，适合大规模生产；从原料角度，使用钛高炉渣这种工业废弃物制备硅/硅-钛合金负极，既降低成本又解决了资源浪费和环境问题，具有经济和环境优势。在应用前景方面，这种硅碳复合材料可应用于锂离子电池领域，满足电动汽车等对高能量密度电池的需求。其优良的电化学性能，如高比容量和良好的循环稳定性，有助于提升电池性能，推动相关产业发展。
（www.188betkr.com 编辑整理/初末）
注：图片非商业用途，存在侵权告知删除！
