2024碳納米管行業(yè)未來發(fā)展前景：碳納米管生產(chǎn)將更加高效和規(guī)模化

• 黃文玉 2024年3月12日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 459 23
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碳納米管，又名巴基管，是一種具有特殊結(jié)構(gòu)(徑向尺寸為納米量級，軸向尺寸為微米量級，管子兩端基本上都封口)的一維量子材料。碳納米管行業(yè)市場目前呈現(xiàn)出積極的發(fā)展態(tài)勢。

碳納米管行業(yè)市場目前呈現(xiàn)出積極的發(fā)展態(tài)勢。隨著技術(shù)的不斷進步和成本的逐漸降低，碳納米管行業(yè)市場仍然具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/span>

碳納米管，又名巴基管，是一種具有特殊結(jié)構(gòu)(徑向尺寸為納米量級，軸向尺寸為微米量級，管子兩端基本上都封口)的一維量子材料。碳納米管主要由呈六邊形排列的碳原子構(gòu)成數(shù)層到數(shù)十層的同軸圓管。層與層之間保持固定的距離，約0.34nm，直徑一般為2-20nm。并且根據(jù)碳六邊形沿軸向的不同取向可以將其分成鋸齒形、扶手椅型和螺旋型三種，其中螺旋型的碳納米管具有手性，而鋸齒形和扶手椅型碳納米管沒有手性。碳納米管作為一維納米材料，重量輕，六邊形結(jié)構(gòu)連接完美，具有許多異常的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能。近些年隨著碳納米管及納米材料研究的深入其廣闊的應(yīng)用前景也不斷地展現(xiàn)出來。

碳納米管的上游原材料包括丙烯、氮氣、催化劑以及生產(chǎn)設(shè)備等;中游是碳納米管行業(yè)的生產(chǎn);碳納米管下游可應(yīng)用于鋰離子電池領(lǐng)域、導(dǎo)電塑料領(lǐng)域、金屬基復(fù)合材料領(lǐng)域等。

碳納米管行業(yè)發(fā)展階段及現(xiàn)狀分析

碳納米管于1991年被日本電子公司的飯島博士發(fā)現(xiàn)。1996年，日本的昭和電工在川崎建成了時間上世界上第一個商業(yè)化生產(chǎn)碳納米管的工廠，年產(chǎn)能20噸，標(biāo)志著碳納米管商業(yè)化生產(chǎn)的開端。商業(yè)化嘗試階段(2006-2007年)：大規(guī)模的商業(yè)化嘗試始于2006～2007年間，這段時間有大量的企業(yè)入局碳納米管的生產(chǎn)，比較知名的包括阿科瑪和Nanocyl。行業(yè)內(nèi)現(xiàn)有玩家也著力擴大規(guī)模：昭和電工將其碳納米管產(chǎn)能擴大到每年100噸;CNI公司和Unidym公司合并，成為碳納米管領(lǐng)域的巨頭。

行業(yè)過熱發(fā)展(2009-2010年)：行業(yè)于2009～2011年進入過熱階段，歐洲的拜耳、阿科瑪和Nanocyl掀起了一輪增產(chǎn)競賽。以拜耳為例，到2010年，其碳納米管產(chǎn)能比2007年增加了近600%。隨后便是過剩產(chǎn)能的出清，昭和電工于2012年關(guān)閉了一座生產(chǎn)雙壁碳納米管的工廠，拜耳更是于2013年宣布退出碳納米管生產(chǎn)。

良性復(fù)蘇階段(2017年至今)：在技術(shù)成熟度曲線上，目前碳納米管產(chǎn)業(yè)已經(jīng)走過了過熱期和低谷期，進入復(fù)蘇良性發(fā)展的階段。行業(yè)進入了為期約3年的低谷期后，直到電動汽車的推廣行業(yè)才迎來轉(zhuǎn)機，進入了良性復(fù)蘇的階段。國內(nèi)的碳納米管企業(yè)也在此時進入了快速發(fā)展階段，截止2019年，已經(jīng)有三順納米、天奈科技和德方納米3家碳納米管企業(yè)上市。新能源汽車普及、5G換機潮和鋰電池導(dǎo)電劑國產(chǎn)化將拉動碳納米管行業(yè)高速增長。碳納米管是性能優(yōu)異的新材料，其大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用需求最主要來自鋰電池和導(dǎo)電塑料領(lǐng)域，其中來自鋰電池的需求超過80%。工業(yè)化生產(chǎn)碳納米管常用化學(xué)氣相沉積法(CVD法)。

2021年鋰電池市場需求旺盛導(dǎo)致上游原材料NMP供不應(yīng)求，另外BDO上游電石受到環(huán)保限制，供應(yīng)不足，從而導(dǎo)致NMP價格出現(xiàn)大幅上漲，碳納米管企業(yè)成本端普遍承壓。2022年中國動力電池市場仍以炭黑為主，以碳納米管為代表的新型導(dǎo)電劑市場份額約為24%。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2024-2029年中國碳納米管市場深度分析及發(fā)展前景預(yù)測報告》顯示：

隨著2021年我國新能源汽車市場需求爆發(fā)，天奈科技等主要企業(yè)持續(xù)擴產(chǎn)帶動國內(nèi)碳納米管產(chǎn)量提升，數(shù)據(jù)顯示，2022年我國碳納米管產(chǎn)量和需求量分別為4425.3噸和6762噸，其中碳納米管導(dǎo)電劑需求量約6230噸。

碳納米管可以使鋰電池循環(huán)過程中保持良好的電子和離子傳導(dǎo)，從而 可以提升鋰電池的循環(huán)壽命，成為鋰電池領(lǐng)域替代傳統(tǒng)導(dǎo)電劑的理想材料之一。行業(yè)前景廣闊，生產(chǎn)技術(shù)逐步成熟，行業(yè)投資也持續(xù)擴大。數(shù)據(jù)顯示，2022年我國碳納米管市場規(guī)模約23.36億元，較2021年增長46.3%左右。

碳納米管行業(yè)未來發(fā)展前景

隨著技術(shù)的進步和成本的降低，碳納米管的生產(chǎn)將更加高效和規(guī)模化。這將使得碳納米管的價格更為親民，從而進一步推動其在各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。同時，隨著環(huán)保意識的增強，碳納米管作為一種綠色、環(huán)保的材料，其在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用也將得到進一步拓展。

隨著全球科研力量的投入，碳納米管的研究將取得更多突破。新的制備方法、改性技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒈徊粩嚅_發(fā)，這將為碳納米管行業(yè)市場提供更多的發(fā)展機會。然而，碳納米管行業(yè)市場的發(fā)展也面臨一些挑戰(zhàn)。例如，制備工藝需要進一步優(yōu)化，以提高碳納米管的純度、均勻性和穩(wěn)定性;同時，對于碳納米管的生物相容性和安全性等問題，也需要進行更深入的研究。

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