電極的材料和設計是提高電池功率、電量和充放電循環的主要限制之一。

      據外媒報道，法國Nawa Technologies公司近日表示，其已經研發出了一種新型電極設計，有望從根本上提升現有和未來電池的化學性能。

      NAWA表示，這個全新電極系統將在短短12個月內投放市場，但量產則要等到2023年。

      NAWA研究重點在于電極中活性物質的保持方式，以及離子傳遞電荷時的行進路線。

      以當前典型的活性碳電極為例，其主要由粉末、添加劑和粘合劑混合而成。在使用碳納米管的情況下，其通常以“纏結的意大利面”的形式粘在上面，從而為載流離子提供了一個隨機、混亂、且經常被阻塞的路徑（在負載下流向集電器）。

      Nawa垂直排列的碳納米管還創造了一個更像毛刷的陽極或陰極結構，每平方厘米就有1000億個筆直的高導電納米管伸出。納米管充當了直線高速公路和集電器的一部分，這可將電池充放電性能提升10倍，電池壽提高5倍。

垂直結構可提升功率、能量密度、充電速度、 電池壽命

      據了解，碳納米管是一種同軸管狀結構的碳原子簇，根據不同的特征分為不同的類別，商業化角度通常按管壁的層數和導電性對其進行分類。按照碳管的層數，碳納米管可以分成單壁碳納米管和多壁碳納米管；就其導電性而言，碳納米管可以是金屬性的，也可以是半導體性的，甚至在同一根碳納米管上的不同部位也可以呈現出不同的導電性。

      目前，碳納米管商業化且大規模應用的領域主要集中于鋰電池導電劑和導電塑料。據測算，目前超過75%的需求來自鋰電池導電劑領域。產業鏈化工上游主要是丙烯、液氮；下游應用于鋰電池服務新能源汽車產業和3C數碼產業，應用于導電塑料、服務電力基礎設施、半導體產業等。

      憑借良好的導電性及獨特的管狀結構，通過與正極材料形成線性連接可大幅改善正極材料電導率，目前碳納米管正處于產業應用層面快速導入期。

      數據顯示，2018年動力鋰電領域碳納米管滲透率為31.8％、2020年動力鋰電領域碳納米管滲透率或超過50%。興業證券預計，至2025年碳納米管導電劑滲透率將達到80%。

      還有機構預計2019-2025年碳納米管鋰電領域需求復合增速約54％，對應2025年碳納米管漿料需求量約38萬噸，對應市場規模約134億元。目前，碳納米管行業的主要企業有LG化學、天奈科技、卡博特等。

      LG化學于2011年正式啟動了碳納米管的技術研發，2013年建立 20噸中試生產線，2014年成功研發出電池用材料和導電復合產品。

      今年4月底，LG化學宣布，為滿足全球電動汽車市場增長帶來的對電池正極導電材料的爆發性需求，將積極開拓碳納米管市場；截至目前，LG化學擁有碳納米管產能約500噸，預計至2021年一季度在韓國麗水工廠擴建年產能1200噸產線，屆時公司總產能規模將達到約1700噸。另一方面，LG化學計劃未來逐步增加北美、歐洲、中國等全球IT材料及整車客戶的碳納米管供應，并計劃在2022年繼續擴大碳納米管產能。

      今年4月，美國導電劑生產商卡博特宣布已正式完成于今年年初宣布的以約1.15億美元收購三順納米的交易。該業務將整合到公司高性能材料業務部。三順納米是中國領先的碳納米管制造商。此次收購極大地增強了卡博特在高速增長的電池市場領域的影響力，特別是在華的市場地位和配方能力。通過此次收購，卡博特成為了全球唯一具有在商業上獲得成功的集炭黑、碳納米管、碳納米結構和分散能力的高性能碳材料供應商。

      國內碳納米管行業龍頭天奈科技主要從事納米級碳材料及相關產品的研發、生產及銷售，主要產品包括碳納米管粉體、碳納米管導電漿料、石墨烯復合導電漿料、碳納米管導電母粒等。目前公司正積極推進“年產3000噸碳納米管與8000噸導電漿料以及收集450噸副產品氫項目”、“年產300噸石墨烯、3000噸碳納米管及10000噸導電漿料、2000噸碳納米管導電母粒項目”的產能建設。