隨著新能源產業的蓬勃發展，固態電池作為下一代電池技術的代表，因能量密度更高、安全性更好、循環壽命更長而備受關注。在固態電池發展中，碳材料起著至關重要的作用，其應用領域廣泛、前景廣闊。
主流碳材料包括碳奈米管、石墨烯、導電炭黑、多孔碳等，可作為固態電池中的電極材料、電解質添加劑等。
碳奈米管
碳奈米管具有良好的導電性、較高的比表面積和優異的機械性能，主要用作固態電池中的導電劑。它可以在活性材料之間、活性材料與集流體之間建立高效的導電網絡，降低電極的接觸電阻，加速電子的遷移速度，從而提高電池的充放電性能和倍率性能。特別是在矽基負極中，碳奈米管導電漿料表現良好。其較高的機械強度可提高矽基負極的穩定性，彌補矽基負極導電性差的缺點，並有效緩解鋰離子脫嵌過程中矽基負極的結構崩塌。
石墨烯
石墨烯憑藉其獨特的二維結構和高電子遷移率、高理論比表面積等優異性能，在固態電池領域多方面發揮重要作用。可作為電極材料，提高電池能量密度和電極結構穩定性；也可作為導電添加劑，改善電池充放電性能，降低內阻；也可用於改質固體電解質，提高離子電導率，抑制鋰枝晶生長；此外，作為隔膜材料，它可以增強隔膜的機械性能和離子選擇性。
多孔碳
多孔碳具有豐富的孔隙結構和較高的比表面積，可作為固態電池中矽碳負極的碳骨架材料。它的品質對於生產高品質的矽碳負極至關重要。適宜的多孔碳結構可為矽提供緩衝空間，提高矽碳複合材料的穩定性和導電性，並可根據不同的應用場景調控其孔徑、孔體積和孔隙率，滿足電池性能的要求。
導電碳黑
導電炭黑是一種常用的導電劑，主要用在電池的正極和一些負極。它具有優異的導電性和較高的表面積，可以在電極內部建立導電網絡，提高電極內部的電子傳輸能力，豐富的孔隙有助於吸收電解液並建構鋰離子遷移通道，從而提高電池的放電速率和循環穩定性。
在固態電池的發展過程中，碳材料佔據了不可取代的關鍵地位。它們廣泛應用於電極材料、電解液添加劑等，顯著提高固態電池的性能。許多企業持續專注於碳材料的研發，不斷取得技術突破，推動固態電池技術邁向更高水準。未來碳材料將為固態電池的大規模商業化應用奠定堅實的基礎，進而推動新能源產業邁向更輝煌的發展階段，協助全球能源結構的綠色轉型。