碳纳米管作为电池材料的制作和应用

• 直接生长法：在电池电极的基体材料表面，利用化学气相沉积法直接生长碳纳米管。以金属箔或金属网

为基体，将其置于反应炉中，通入碳源气体和催化剂，在高温下碳源分解，碳原子在催化剂作用下在基体
表面生长成碳纳米管，可使碳纳米管与基体结合紧密，提高电极性能。

• 混合搅拌法：将碳纳米管与电池活性材料、粘结剂等按一定比例混合，加入适量溶剂，在搅拌设备中
充分搅拌，使碳纳米管均匀分散在体系中，再通过涂覆、压制等工艺将混合物制成电池电极。

• 复合制备法：通过物理或化学方法，使碳纳米管与其他功能性材料复合。如采用原位合成法，在碳纳米
管表面生长金属氧化物或硫化物等活性材料，形成复合结构，可综合多种材料的优势，提高电池性能。

在电池中的应用

• 锂离子电池：在负极材料中添加碳纳米管，可提高电极的电导率，加快锂离子的传输速度，改善电池的
充放电性能和循环稳定性。还可与硅、锡等合金类负极材料复合，缓解材料在充放电过程中的体积膨胀问
题，提高电池的容量保持率。在正极材料中，碳纳米管可作为导电添加剂，增强正极材料的导电性，提高
电池的能量密度和充放电效率。

• 超级电容器：碳纳米管具有高比表面积和良好的导电性，可作为电极材料直接用于超级电容器。其多孔
结构能提供大量的电荷存储位点，使超级电容器具有高比电容和快速充放电能力。将碳纳米管与石墨烯等
其他材料复合，可进一步提高超级电容器的性能，拓展其在新能源汽车、智能电网等领域的应用。

• 锂硫电池：碳纳米管可用于构建锂硫电池的正极结构，利用其高导电性和特殊的孔结构，能够有效吸附
多硫化物，抑制“穿梭效应”，提高电池的循环稳定性和硫利用率，从而提升锂硫电池的能量密度和使用寿命。