核心技术
本项目所释放的核心技术包括:碳纳米管粉体化学提纯技术、碳纳米管高温提纯技术、碳纳米管导电浆料制备技术。相关技术特点及核心竞争优劣势叙述如下:
(1)独创的稀土镧碳纳米管粉体制备技术及化学提纯技术
碳管催化剂合成方面:采用稀土催化剂技术路线,产品产率高;相比传统Fe系催化剂和Co系催化剂,本项目采用含稀土镧系催化剂制备高比表和高导电性能碳纳米管有优势,并在碳管提纯技术能够实现稀土元素回收利用,夯实了我司稀土镧系催化碳管生长的技术路线,是本项目独创的技术成果。碳纳米管生长控制方面:采用化学气相沉积(CVD),在流化床上设备达到量产,通过生长模板的使用控制碳管生长的形态(缠绕碳管或阵列碳管)。本项目主打阵列碳纳米管,管径5-10 nm,比表面积>300 m2/g,导电性能优异,添加量低。
碳管化学纯化技术对提升导电材料的质量和性能行之有效,并可实现稀土组分的回收。本项目在湿化学提纯技术方面优于传统提纯技术:使用通用技术,由专门酸处理工厂以委托加工形式提纯,浓酸处理,冗余量巨大且对碳管管壁有破坏性。我司提纯工艺是针对我司纳米碳粉体技术路线而定制开发,采用低酸度纯化,降低成本的同时提高了作业的安全性;由于我司明确催化剂颗粒所处位点,技术上能够实现针对性处理,耗酸少,产品纯化效率高,而且碳纳米管由于结构的特殊性,多微孔结构,行业内酸化后洗涤耗水非常高,一吨碳管耗水量达到了300~400吨,导致废水处理成本占比达到20%,而我们的工艺耗水量仅为行业水平1/5,成本占比只需不到5%。我司正开发连续式高温提纯技术,避免反复升温降温造成的能源浪费,提高生产效率的同时也降低了生产成本。化学纯化提纯技术可实现碳管纯度达到99%以上,并实现对催化剂中稀土镧组分的回收。
(2)先进的超高纯碳纳米管高温纯化技术,达到行业领先水平。采用分段高温纯化技术和FR除杂技术,实现碳纳米管的超高纯化,纯度达到99.999%,达到行业的领先水平。超高纯碳管对降低电池极化、对电池循环性能的提升有极其重要的作用。
(3)先进的超高纯高性能纳米碳复合导电浆料制备技术。本项目通过对超高纯零维纳米导电碳、一维纳米导电碳材料和二维纳米导电碳的高度分散与组合,制备成复合导电浆料,在正负极材料表面能形成有效的纳米导电框架,提高锂离子电子导电和离子导电的能力,抑制电池极片的极化和提升电池性能,发挥重要作用。超高纯导电浆料达到行业领先水平。现有日本授权专利一项。
建设规模
示范线总面积10000平方米,购置仪器设备6台套,价值1200万元,主要有不锈钢沉积罐、成品罐、过滤机、砂磨机、闪蒸炉设备、自动粉体预混和上料装置。
应用领域
(1)新能源汽车动力电池
(2)储能电池
(3)3C数码电池
(4)高能电池负极
建设规模
示范线总面积10000平方米,购置仪器设备6台套,价值1200万元,主要有不锈钢沉积罐、成品罐、过滤机、砂磨机、闪蒸炉设备、自动粉体预混和上料装置。
成果转化
2023年8月,高新技术企业-赣州市康达新能源材料有限公司扩产。计划年产1万吨超高纯稀土碳纳米管导电浆料,达产后可实现年销售收入1.2亿元,年利润800万元。