中國(guó)碳納米管產(chǎn)業(yè)化存在的問(wèn)題 2022碳納米管行業(yè)現(xiàn)狀及出貨量預(yù)測(cè)

• 2022年10月20日 WuYaNan來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 844 52
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受益于動(dòng)力電池市場(chǎng)規(guī)模需求的增長(zhǎng)，近幾年碳納米管出貨量呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。結(jié)合高工產(chǎn)研鋰電研究所(GGII)年復(fù)合增長(zhǎng)率數(shù)據(jù)，2021年國(guó)內(nèi)碳納米管出貨量達(dá)到10.2萬(wàn)噸。

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(lái)。新能源汽車(chē)普及、5G換機(jī)潮和鋰電池導(dǎo)電劑國(guó)產(chǎn)化將拉動(dòng)碳納米管行業(yè)高速增長(zhǎng)。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%。工業(yè)化生產(chǎn)碳納米管常用化學(xué)氣相沉積法(CVD法)。

碳納米管發(fā)展歷程

碳納米管，又名巴基管，是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的一維量子材料。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。

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(shí)間上世界上第一個(gè)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(kāi)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(shí)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(kuò)大規(guī)模：昭和電工將其碳納米管產(chǎn)能擴(kuò)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(guò)熱發(fā)展(2009-2010年)：行業(yè)于2009～2011年進(jìn)入過(guò)熱階段，歐洲的拜耳、阿科瑪和Nanocyl掀起了一輪增產(chǎn)競(jìng)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(guò)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(guò)了過(guò)熱期和低谷期，進(jìn)入復(fù)蘇良性發(fā)展的階段。行業(yè)進(jìn)入了為期約3年的低谷期后，直到電動(dòng)汽車(chē)的推廣行業(yè)才迎來(lái)轉(zhuǎn)機(jī)，進(jìn)入了良性復(fù)蘇的階段。國(guó)內(nèi)的碳納米管企業(yè)也在此時(shí)進(jìn)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。

中國(guó)碳納米管產(chǎn)業(yè)化存在的問(wèn)題

(1)碳納米管的安全性

碳納米管作為一種直徑非常小的、新的人造材料，其使用狀態(tài)包括粉體或復(fù)合物兩種，其相關(guān)安全性(比如通過(guò)皮膚吸收或呼吸吸入)是一個(gè)重要的問(wèn)題。然而，由于碳納米管種類(lèi)多，直徑與長(zhǎng)度以及化學(xué)穩(wěn)定性差別較大，同時(shí)分散狀態(tài)不同等原因，目前科學(xué)家關(guān)于碳納米管的毒性分析的結(jié)論各不相同，還沒(méi)有很清晰地給出全面的結(jié)論。總體來(lái)說(shuō)，粉體狀態(tài)的材料更加需要注意防護(hù)。需要規(guī)范管理并建立相關(guān)的制度，減少在生產(chǎn)過(guò)程中降低從業(yè)人員與碳納米管粉體的接觸。例如，德國(guó)Bayer公司提出，碳納米管職業(yè)暴露上限值50mg/m3。美國(guó)國(guó)家職業(yè)安全衛(wèi)生研究所，根據(jù)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果，推薦碳納米管的職業(yè)接觸限值為7μg/m3。此外，碳納米管的化學(xué)穩(wěn)定性也成為其環(huán)境降解性研究的關(guān)注點(diǎn)。科學(xué)家正在開(kāi)展碳納米管全生命周期分析的研究，有望從更大的時(shí)間和空間尺度論證碳納米管對(duì)于人類(lèi)社會(huì)的影響，以及預(yù)防新材料對(duì)于人類(lèi)生活帶來(lái)的負(fù)面作用?？傮w來(lái)說(shuō)，碳納米管的化學(xué)降解性應(yīng)優(yōu)于石墨與碳纖維材料，可以借鑒相關(guān)管理規(guī)定。

(2)碳納米管相關(guān)的國(guó)際與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

隨著碳納米管在商業(yè)化應(yīng)用中的不斷推進(jìn)，碳納米管相關(guān)的國(guó)際與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)相繼制定與出臺(tái)。其中，中國(guó)2009年發(fā)布、2010年實(shí)施的《多壁碳納米管》的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T24491-2009)和《多壁碳納米管純度的檢測(cè)方法》的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T24490-2009)，規(guī)定了測(cè)量多壁碳納米管的術(shù)語(yǔ)和定義、分類(lèi)、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、包裝、標(biāo)志及質(zhì)量證明書(shū)、貯存和運(yùn)輸、安全注意事項(xiàng)等，及純度的方法、儀器、分析步驟及結(jié)果表示方法。

2017年發(fā)布并實(shí)施的《碳納米管導(dǎo)電漿料》的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T33818-2017)，規(guī)定了碳納米管導(dǎo)電漿料的術(shù)語(yǔ)、要求和檢測(cè)方法、檢測(cè)規(guī)則以及標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、貯存和訂貨單內(nèi)容。適用于在鋰離子電池、導(dǎo)電涂層和導(dǎo)電膠等領(lǐng)域使用多壁碳納米管作為導(dǎo)電介質(zhì)的液相系列產(chǎn)品的質(zhì)量檢測(cè)和驗(yàn)收。2020年實(shí)施的，天奈科技作為中國(guó)代表主導(dǎo)制定的碳納米管導(dǎo)電漿料國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO/TS19808)，就多壁碳納米管漿料的特性以及相應(yīng)的測(cè)量方法進(jìn)行說(shuō)明。這些標(biāo)準(zhǔn)化方面的努力將有助于碳納米管的獨(dú)立商品化、兼容性、互用性、安全性和可再生性的發(fā)展。

(3)碳納米管產(chǎn)業(yè)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)

碳納米管產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的進(jìn)程加快，使得該領(lǐng)域的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)越發(fā)重要。事實(shí)上，由于Hyperion公司在導(dǎo)電塑料領(lǐng)域的專(zhuān)利提前布局，阻礙了國(guó)際大公司在許多領(lǐng)域的研發(fā)，碳納米管在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，僅在相機(jī)套筒等少數(shù)場(chǎng)合獲得應(yīng)用。近年來(lái)，在碳納米管領(lǐng)域申請(qǐng)專(zhuān)利較多的公司，集中在日本、韓國(guó)和中國(guó)。該領(lǐng)域市場(chǎng)的進(jìn)一步拓展，將帶動(dòng)公司作為專(zhuān)利權(quán)人的專(zhuān)利格局的不斷演化，并成為這種新興材料與納米科技更迭的推動(dòng)力。注重該領(lǐng)域的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，將助力于新產(chǎn)業(yè)良性、健康的發(fā)展。

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

2022中國(guó)碳納米管行業(yè)現(xiàn)狀及出貨量預(yù)測(cè)

第一節(jié) 中國(guó)鋰電池導(dǎo)電劑市場(chǎng)情況與預(yù)測(cè)

下游市場(chǎng)方面，中國(guó)新能源汽車(chē)經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，目前寧德時(shí)代、比亞迪等龍頭企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始使用碳納米管材料，而在行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)的示范傳導(dǎo)下，其他動(dòng)力電池也將跟進(jìn)使用，促進(jìn)中國(guó)碳納米管市場(chǎng)的高增長(zhǎng)。

在滲透率、需求提升以及龍頭企業(yè)示范傳導(dǎo)等三駕馬車(chē)并行驅(qū)動(dòng)下，中國(guó)碳納米管市場(chǎng)增長(zhǎng)空間廣闊。歷經(jīng)這么多年的起起伏伏，大浪淘沙，碳納米管行業(yè)終于在中國(guó)初步實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。行業(yè)普遍認(rèn)為，碳納米管產(chǎn)業(yè)已經(jīng)走出風(fēng)險(xiǎn)較大的探索期，步入成長(zhǎng)期，并展現(xiàn)出千億級(jí)規(guī)模的下游應(yīng)用市場(chǎng)潛力。

第二節(jié) 中國(guó)碳納米管行業(yè)出貨情況與預(yù)測(cè)

一、2020-2022年碳納米管行業(yè)出貨情況

圖表：2020-2021年我國(guó)碳納米管出貨量(單位：萬(wàn)噸)

數(shù)據(jù)來(lái)源：中研普華

受益于動(dòng)力電池市場(chǎng)規(guī)模需求的增長(zhǎng)，近幾年碳納米管出貨量呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。結(jié)合高工產(chǎn)研鋰電研究所(GGII)年復(fù)合增長(zhǎng)率數(shù)據(jù)，2021年國(guó)內(nèi)碳納米管出貨量達(dá)到10.2萬(wàn)噸。

二、2022-2027年碳納米管出貨量預(yù)測(cè)

根據(jù)對(duì)2020-2021年我國(guó)碳納米管出貨量的分析，現(xiàn)對(duì)2022-2027年碳納米管出貨量做出如下預(yù)測(cè)：

圖表：2022-2027年我國(guó)碳納米管出貨量預(yù)測(cè)(單位：萬(wàn)噸)

數(shù)據(jù)來(lái)源：中研普華

從以上數(shù)據(jù)表來(lái)看，我國(guó)碳納米管2021年出貨量達(dá)10.20萬(wàn)噸，預(yù)測(cè)到2022年達(dá)13.06萬(wàn)噸，以后每年出貨量呈上漲趨勢(shì)，預(yù)測(cè)到2027年我國(guó)碳納米管出貨量達(dá)33.56萬(wàn)噸。市場(chǎng)前景可期。

想了解更多關(guān)于碳納米管行業(yè)專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)分析，請(qǐng)點(diǎn)擊查看中研普華研究院出版的報(bào)告《2022-2027年中國(guó)碳納米管市場(chǎng)深度分析及發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告》。

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  2022-2027年中國(guó)碳納米管市場(chǎng)深度分析及發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告

  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(jí)，軸向尺寸為微米量級(jí)，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...

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