碳纳米管又称巴基管，英文简称CNT ，是由单层或多层的石墨烯层围绕中心轴按一定的螺旋角卷曲而成一维量子材料。其最早在1991 年由饭岛澄男发现。碳纳米管的长径比、碳纯度作为影响导电性的两个核心指标，直接决定了碳纳米管的产品性能，碳纳米管管径越细，长度越长，导电性能越好。

碳纳米管可以看做是石墨烯片层卷曲而成，因此按照石墨烯片的层数可分为：单壁碳纳米管（或称单层碳纳米管，Single-walled Carbon nanotubes, SWCNTs）和多壁碳纳米管（或多层碳纳米管，Multi-walled Carbon nanotubes, MWCNTs）。

在商业用途中单壁碳纳米管优势体现为：

1、结构简单、化学性质稳定：多壁碳纳米管形成过程中层与层之间容易成为陷阱中心而捕获各种缺陷，而单壁碳纳米管结构简单、均匀一致性好，且缺陷少、化学性质稳定。

2、添加量少、导电性优：由于单壁碳纳米管长度-直径比较高，其能够在极低添加量下形成三维导电网络。同时，单壁碳纳米管有一层碳原子，并根据空间的螺旋特性可表现出金属或半导体性能。此外，其强大的碳碳键使得其能够有更高的载流量，电流密度能够高于铜等金属 1000倍以上。

3、导热性好：单壁碳纳米管的单位质量导热系数高于多壁碳纳米管，同时二者都能够承受 750℃ 以上的高温。

4、安全性能优：在 45℃ 高温多周循环下，添加单壁CNT 的软包电池内阻增长，明显低于添加其他导电剂的电池，表明电池着火风险越小。

5、提升极片附着力：单壁碳纳米管网络将正极材料颗粒连在一起，从而提高了颗粒之间的连接强度。而这一特性对于易粉化、易脱落的硅基负极而言尤为重要。

随着锂电行业的快速发展，碳纳米管逐渐显现出了其广阔的应用价值：作为导电剂提升正负极导电性能。导电剂是锂电池的关键辅材，主要作用是提升正负极的导电性。锂电池正极活性材料普遍存在导电性差的问题，使得电极内阻较高、放电深度不够，进而导致活性材料利用率低、电极的残余容量较大。

而导电剂在其中发挥着重要作用：

① 提升电子在电极中传输速率， 提升导电性；

② 提升极片对电解液的浸润，提高锂离子迁移速率， 改善电极充放电效    率和使用寿命；

③ 充放电过程中正极材料体积变动时， 构建良好导电网络，改善导电性。

目前主流导电剂为炭黑类、碳纳米管、导电石墨类、VGCF（气相生长碳纤维）和石墨烯。

碳纳米管和石墨烯导电剂相较于传统导电剂具有导电性能好、用量少的特点。炭黑类、导电石墨类和 VGCF 作为传统的导电剂，其在活性物质之间各形成点、面或线接触式的导电网络；碳纳米管和石墨烯属于新型导电极材料，其分别形成线接触式和面接触式导电网络。

在用量方面，导电剂的添加量取决于不同电池生产商的电化学体系，一般为正极或负极重量的1%~3% ，碳纳米管导电剂的粉体使用量仅为传统导电剂的1/6~1/2 。 

伴随着市场对于高性能电池需求走高，叠加高镍正极、硅基负极等新技术应用以及性价比逐步体现，碳纳米管渗透率有望迎来快速增长，碳纳米管能够全方位提升电池能量密度、寿命、倍率等性能，更为契合下游需求。

1、提升能量密度：碳纳米管添加量是传统炭黑的 1/6~1/2 ，等效于降低电极整体质量，提高活性物质质量占比，进而提升能量密度。

2、延长循环寿命：碳纳米管长径比大，能够与正极材料形成良好导电网络，进而保证正极材料之间连接、防止材料破裂脱落，提升循环寿命。

3、改善快充性能：碳纳米管优异的导电性能够降低电池极化，提升倍率特性，进而改善快充性能。

4、优化高低温性能：碳纳米管电导率高，能够降低电极电阻、减少发热；其导热性能优，能够提升电池高低温性能和安全性。

单壁碳纳米管作为新兴的导电材料有着广阔的应用前景，但是单壁碳纳米管的分散往往大大影响着材料的性能。针对上述问题我们使用ZYTR-120E-450 三辊机来均匀分散此类材料。ZYE三辊机是通过水平的三根辊筒表面互相挤压、不同转向及速度差所产生的剪切力而达到研磨分散的效果，且在ZYE三辊机精密的间距控制下能够做到不破坏材料的表面形貌而达到解聚的目的。

实验案例

客户名称：SYHJ

实验仪器：ZYTR-120E-450三辊机（氧化锆辊筒）、金属陶瓷刀片、Nikon光学显微镜

实验材料：单壁碳纳米管

实验目的：通过三辊机研磨使材料分散的更加均匀

实验步骤：

将客户预混好的材料使用ZYTR-120E-450 三辊机进行多次分散，研磨后取样加入溶剂稀释后使用显微镜进行观察。

实验数据：

显微镜放大400倍的状态

研磨照片：

结果分析：

通过显微镜观察可以看出，经过 ZYTR-120E-450 三辊机研磨分散后的材料中团聚明显减小。