碳納米管因其獨特的力學、電學和熱學性能,已成為鋰離子電池導電劑中的重要組成,而碳納米管的性能與其形貌結構有著密切的關系。碳納米管由于具有特殊的一維和二維柔性結構、具有良好的導電和導熱特性,因此在鋰離子電池應用中具有巨大的潛能。
材料性質決定了產品用途。與“導電導熱”“力學性能”“潤滑防腐”對應的,碳納米管被作為導電劑、增強材料、導熱劑在產業界具有廣闊的運用場景,形成了較為廣闊的市場。
導電劑是碳納米管材料最常見應用場景
資料來源:智研咨詢整理
目前碳納米管的制備方法主要包括化學氣相沉積法(CVD)、激光蒸汽法、石墨電弧法、水熱法,目前碳納米管生產企業主要采用基于化學氣相沉積法制備碳納米管的途徑。
碳納米管生產工藝優缺點對比
工藝類型 | 優點 | 缺點 |
化學氣相沉積法 | 反應過程易于控制,反應溫度相對較低,產品純度較高,成本低,產量高,適用性強 | 粗產品中結晶度較低 |
激光蒸發法 | 可連續操作,產品純度高、質量好 | 產量低、成本高、難以工業化生產 |
石墨電弧法 | 碳納米管管直、壁薄,結晶度高 | 純度低,產率低,成本高,且電弧放電過程難以控制,難以工業化 |
水熱法 | 產品管徑小、純度高、收率較高 | 成本高、難以工業化 |
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鋰電池導電劑是添加在鋰離子電池電極中,以建立更高效的導電網絡,提高電池倍率性能和循環壽命的一種材料。碳納米管為一維管狀結構,碳環還可形成共軛效應,少量的添加就可形成充分連接活性物質的導電網絡,有利于提高電池的容量和循環穩定性。碳納米管良好的導熱性有助于電池的散熱,減輕內部極化,因此可提高電池的高低溫性能和安全性,延長壽命。
鋰電池導電劑主要包括碳納米管(CNT)、炭黑、導電石墨、石墨烯等。隨著碳納米管導電漿料(含碳納米管復合材料)在動力鋰電池領域替代炭黑的速度加快,加速了碳納米管的增長。
碳納米管市場保持高增長的原因
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智研咨詢發布的《2021-2027年中國碳納米管產業競爭現狀及市場發展策略報告》顯示:隨著新型電極材料研究的不斷加深,碳納米管在高性能的鋰離子電池應用中發揮著巨大作用。2020全球鋰電池出貨量為259.5GWh,同比增長34%,預計到2025年將達1135.4gwh,相比2020年增長337.5%。到2030年為6486.6GWH。
2016--2030年全球鋰電池出貨量走勢預測
資料來源:SPIR、智研咨詢整理
2020年全球鋰電池用碳納米管出貨量為8.9萬噸,同比增長50.8%;預計2021年全球鋰電池用碳納米管出貨量為13.2萬噸,同比增長48.31%;預計2025年全球碳納米管導電漿料需求量到需求量將達59.6萬噸。
2016-2025年全球鋰電池用碳納米管行業出貨量及增長
資料來源:SPIR、智研咨詢整理
2020年全球鋰電池碳納米管市場規模為為34.7億元,同比2019年增長47%;預計2021年全球鋰電池碳納米管市場規模為為50.2億元,同比2020年增長44.67%;預計到2025年全球鋰電池碳納米管市場規模為為202.6億元。
2016-2025年全球鋰電池用碳納米管市場規模及增長
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2025-2031年中國碳納米管行業市場運營格局及未來前景分析報告
《2025-2031年中國碳納米管行業市場運營格局及未來前景分析報告》共十二章,包含2025-2031年碳納米管行業投資風險預警,2025-2031年碳納米管行業發展趨勢分析,碳納米管企業管理策略建議等內容。



