一体成型，双倍效能：单壁碳纳米管制造迎来新利器

图1 单壁碳纳米管

碳纳米管以“轻质、高强、高导”著称，现在已经广泛用于导电浆料、复合材料与储能材料领域 [1]。单壁 (SWCNTs) 用于高端市场： 其超高的导电效率和独特的三维网络结构，使其成为硅基负极和固态电池的理想导电剂。它能显著提升电池的能量密度、循环寿命和安全性，有效缓解硅负极充放电时的巨大体积膨胀。目前，碳纳米管主要生产方式包括有催化化学气相沉积、浮动催化CVD、电弧放电、等离子炬和激光烧蚀 [2,3]。但是综合考虑产品质量的一致性与重复性，以及产业化难度，原料/安全成本，少有工艺可以满足要求。湖南天际自主研发设计的生产设备面向连续化量产，将“汽化—裂解细化—生成”三段一体化，克服了传统制备因催化剂活性衰减、反应段耦合差而效率不稳的问题。

图2 单壁碳纳米管生产设备即工艺流程

   流 程 亮 点   

催化剂前驱体先在汽化装置中稳定汽化，由载气定量输送；进入等离子体炬后裂解并激发细化为纳米级催化剂，实现原位生成、即用即活，避免输运失活。随后碳源进入高温反应室，在活化催化剂作用下生成单壁碳纳米管，并由收集装置高效收集。

   技术特点及核心优势   

全流程对温度、压力、流量与质量比闭环控制，可按配方调节管径、长度与比表面积；在生成段通入氢气促进速率与缺陷修复，进一步提升收率和一致性。系统兼容多种碳源与前驱体，支持连续运行。

          ① 催化剂原位纳米化，碳源接触更充分；

          ② 关键参数可控，产品稳定可复现；

          ③ 能耗与物耗下降，综合成本更优；

          ④ 配套尾气处理与安全联锁，绿色可靠。

图3 设备模型图

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[1] https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%A2%B3%E7%BA%B3%E7%B1%B3%E7%AE%A1

[2] Yahyazadeh, A.; Nanda, S.; Dalai, A.K. Carbon Nanotubes: A Review of Synthesis Methods and Applications. Reactions 2024, 5, 429-451. https://doi.org/10.3390/reactions5030022

[3] Shoukat, R., Khan, M.I. Carbon nanotubes/nanofibers (CNTs/CNFs): a review on state of the art synthesis methods. Microsyst Technol 28, 885–901 (2022). https://doi.org/10.1007/s00542-022-05263-2