碳納米行業(yè)市場(chǎng)多大?2023碳納米管市場(chǎng)現(xiàn)狀分析及發(fā)展前景預(yù)測(cè)

• 方蔓桃 2023年3月23日 來(lái)源：百度 1234 80
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我國(guó)科學(xué)家不僅在世界上合成出最長(zhǎng)的碳納米管，而且加緊了碳納米管的應(yīng)用研究，研制出具備良好儲(chǔ)氫性能的碳納米管和具備初步顯示功能的碳納米管顯示器，并在利用其電子發(fā)射性能研制發(fā)光器件。

碳納米行業(yè)市場(chǎng)多大?碳納米管(CNT)是一種新型材料，其強(qiáng)度是鋼的100倍，而重量?jī)H為鋼的四分之一，且導(dǎo)電率可與銅媲美。如果可以使用CNT制造纖維，理論上可以超過(guò)現(xiàn)有碳纖維的性能，從而使基于碳納米管的纖維能夠作為新型材料應(yīng)用于航空航天、軍事和交通等領(lǐng)域。然而，在纖維中保持碳納米管的優(yōu)異性能非常具有挑戰(zhàn)性，而且由于碳納米管的成本極高，商業(yè)化也很困難。

據(jù)外媒報(bào)道，由韓國(guó)科學(xué)技術(shù)研究院(KIST)全北先進(jìn)復(fù)合材料研究所(Jeonbuk Institute of Advanced Composite Materials)的Bon-Cheol Ku博士領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)與由蔚山國(guó)立科學(xué)技術(shù)院(UNIST)Han Gi Chae教授領(lǐng)導(dǎo)的研究人員合作開(kāi)發(fā)出具有高拉伸強(qiáng)度和模量的CNT基復(fù)合碳纖維的低成本制造技術(shù)。

根據(jù)中研普華研究院出版的《2022-2027年中國(guó)碳納米管市場(chǎng)現(xiàn)狀分析及發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示：

碳納米管行業(yè)市場(chǎng)分析

我國(guó)科學(xué)家不僅在世界上合成出最長(zhǎng)的碳納米管，而且加緊了碳納米管的應(yīng)用研究，研制出具備良好儲(chǔ)氫性能的碳納米管和具備初步顯示功能的碳納米管顯示器，并在利用其電子發(fā)射性能研制發(fā)光器件。

碳纖維通常由聚丙烯腈(PAN)聚合物或源自熱解燃料油的瀝青碳化而成。研究人員開(kāi)發(fā)出新技術(shù)，通過(guò)將碳納米管與聚酰亞胺(PI)樹(shù)脂結(jié)合使用，在保持高強(qiáng)度的同時(shí)大大提高了模量。

韓國(guó)團(tuán)隊(duì)最初使用連續(xù)濕法紡絲工藝制造出CNT-PI復(fù)合纖維，成功制造出高模量(528 GPa)和高強(qiáng)度(6.2 GPa)的纖維。使用氯磺酸(CSA)作為溶劑，并在過(guò)程中進(jìn)行高溫?zé)崽幚恚@得的模量是市售纖維(約為320 GPa)的1.65倍。

此外，微觀結(jié)構(gòu)分析證實(shí)，通過(guò)減少纖維內(nèi)的空隙，制造材料的物理性能得到改善，并且CNT/PI組合改善了碳納米管的取向。研究團(tuán)隊(duì)能夠制造出具有更高模量的高強(qiáng)度纖維，同時(shí)用PI替代高達(dá)50%的昂貴CNT以降低總體成本。

亞太地區(qū)已成為碳納米管的主要生產(chǎn)地和消費(fèi)地。當(dāng)前，碳納米管的應(yīng)用思路主要有三類：第一類是結(jié)構(gòu)增強(qiáng)，第二類是輕質(zhì)導(dǎo)電，第三類是高效熱管理。具體而言，碳納米管在增強(qiáng)材料、電極材料、濾膜以及催化劑載體等方面具有較高的實(shí)用性。碳納米管纖維在天線、數(shù)據(jù)電纜導(dǎo)體、多功能織物、高頻數(shù)據(jù)/模擬和射頻等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

隨著人們對(duì)碳納米管基本性能的深入理解、對(duì)碳納米管在生長(zhǎng)中的結(jié)構(gòu)和性能控制技術(shù)的提升、及在對(duì)碳納米管器件制作和測(cè)試技術(shù)的提高，預(yù)計(jì)碳納米管很快會(huì)在電子器件、能源利用、環(huán)境治理、生物醫(yī)學(xué)等方面得到實(shí)際應(yīng)用。

碳納米管是性能優(yōu)異的新材料，其大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用需求最主要來(lái)自鋰電池和導(dǎo)電塑料領(lǐng)域，其中來(lái)自鋰電池的需求超過(guò)80%。受益于新能源汽車行業(yè)的發(fā)展以及高端智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備以及無(wú)人機(jī)等領(lǐng)域拉動(dòng)，我國(guó)動(dòng)力鋰電池、數(shù)碼電池行業(yè)發(fā)展均呈良好態(tài)勢(shì)，碳納米管受益于滲透率持續(xù)提升也將得到快速增長(zhǎng)。

中國(guó)是一個(gè)快速發(fā)展的國(guó)家，擁有許多新興應(yīng)用，如儲(chǔ)氫、超導(dǎo)體、濾波器和電容器，中國(guó)為愿意投資于不斷增長(zhǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域的行業(yè)參與者提供了許多機(jī)會(huì)，中國(guó)還有廉價(jià)的原材料、低生產(chǎn)成本以及迎合當(dāng)?shù)匦屡d市場(chǎng)的能力，見(jiàn)證了電子和半導(dǎo)體最終用途行業(yè)對(duì)碳納米管的需求增加。

由于原材料及能源價(jià)格上漲，炭黑報(bào)價(jià)在2021年底由4.5萬(wàn)元/噸提升至近10萬(wàn)元/噸。而碳納米管伴隨規(guī)?；焖俳当?，經(jīng)濟(jì) 性已初步體現(xiàn)。假設(shè)正極材料中SP的添加量為3%，而碳納米管添加量為0.5%-1.5%。根據(jù)天奈科技公告，碳納米管粉體在2021年前三季度均價(jià)已降至22.2萬(wàn) 元/噸，較2020年降低38.6%。我們中性假設(shè)2022年SP均價(jià)為7萬(wàn)元/噸，碳納米管均價(jià)為21.1萬(wàn)元/噸，測(cè)算得到添加3%SP對(duì)應(yīng)單噸成本為0.21萬(wàn)元，添加 0.5%/1.0%/1.5%碳納米管對(duì)應(yīng)單噸成本為0.11/0.21/0.32萬(wàn)元

碳納米管生產(chǎn)中主要使用的設(shè)備有超高溫爐、碳化反應(yīng)器、石墨化爐、砂磨機(jī)等。碳納米管體積密度小、比表面積大，生產(chǎn)中易出現(xiàn)纏繞，連續(xù)化生產(chǎn)難 度高。行業(yè)內(nèi)企業(yè)普遍會(huì)對(duì)流化床反應(yīng)器、純化和分散設(shè)備進(jìn)行改造、甚至自主設(shè)計(jì)，以此提高生產(chǎn)效率和連續(xù)性。例如，截止2022年1月底天奈科技共擁有59 項(xiàng)碳納米管相關(guān)專利，其中設(shè)備改進(jìn)相關(guān)專利為33項(xiàng)，占比達(dá)到56%。

碳納米管從20多年前的只能實(shí)驗(yàn)室合成，價(jià)格50-200美元/克，到目前可以百噸級(jí)生產(chǎn)，一噸的價(jià)格人民幣十萬(wàn)到幾十萬(wàn)，其成本下降了近四個(gè)數(shù)量級(jí)，成功進(jìn)入工業(yè)品市場(chǎng)，是不多的本土自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新材料產(chǎn)業(yè)。預(yù)計(jì)到2023年，我國(guó)碳納米管導(dǎo)電漿料在動(dòng)力鋰電池、數(shù)碼電池領(lǐng)域的滲透率將分別達(dá)82.20%、31.9%。我國(guó)碳納米管需求量將達(dá)17.72萬(wàn)噸，需求空間將達(dá)62億元。

2023碳納米管市場(chǎng)發(fā)展前景預(yù)測(cè)

受益于電池導(dǎo)電劑市場(chǎng)需求規(guī)模的持續(xù)增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)已有市值百億級(jí)的碳納米管公司——江蘇天奈科技公司涌現(xiàn)，此外多家上市公司涉及碳納米管業(yè)務(wù)，例如貝特瑞、德方納米、道氏技術(shù)等。以前做石墨烯的多家公司也改弦更張，悄然介入碳納米管行業(yè)。碳納米管的市場(chǎng)前景吸引了眾多國(guó)內(nèi)資本爭(zhēng)相進(jìn)入，希望能分一杯羹。

目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)碳納米管的公司技術(shù)水平和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)類似，大體呈現(xiàn)低水平重復(fù)建設(shè)，小、散、亂的局面。了解碳納米管行情的老板，投入資金，買到部分技術(shù)和圖紙，就又會(huì)形成一家技術(shù)水平和設(shè)備相似，甚至比原版圖紙更差的公司。據(jù)筆者不完全統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)目前已有十多家從事碳納米管粉體生產(chǎn)相關(guān)的國(guó)內(nèi)企業(yè)。

經(jīng)過(guò)十多年的研發(fā)和推廣，在鋰電池行業(yè)中碳納米管作為導(dǎo)電劑，其效果非常明顯，使用已經(jīng)越來(lái)越普及。除了動(dòng)力電池，在數(shù)碼電池里碳納米管導(dǎo)電劑也開(kāi)始使用。碳納米管導(dǎo)電劑的添加量比傳統(tǒng)的炭黑導(dǎo)電劑大量減少，同時(shí)能使粘接劑的用量降低至原來(lái)的50%左右，對(duì)鋰離子電池有綜合的明顯好處。

經(jīng)調(diào)研預(yù)計(jì)，在未來(lái)五年，全球碳納米管導(dǎo)電劑漿料(碳納米管導(dǎo)電劑漿料里含有3-5%的碳納米管，其余是溶劑NMP)需求量將保持40.8%的年復(fù)合增長(zhǎng)速度，2022年需求量將達(dá)12萬(wàn)噸，2023年需求量將達(dá)19.06萬(wàn)噸。隨著鋰電池高鎳正極、硅基負(fù)極和固態(tài)電池等新技術(shù)應(yīng)用規(guī)模擴(kuò)大，碳納米管的應(yīng)用會(huì)爆發(fā)式增長(zhǎng)，單是在鋰電池領(lǐng)域就會(huì)成為每年百億級(jí)的市場(chǎng)。

想要了解更多碳納米管行業(yè)詳細(xì)分析，請(qǐng)點(diǎn)擊查看中研普華研究院出版的《2022-2027年中國(guó)碳納米管市場(chǎng)現(xiàn)狀分析及發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告》。

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