碳纳米管(CNT)又称巴基管,是一种径向尺寸为纳米量级,轴向尺寸为微米量级,管子两端基本上都封口的一维量子材料。碳纳米管具有传热性能好、轻量化、模量高、电导率高、耐热等优势,在环保、复合材料、电力系统、生物医疗以及电子器件等领域获得广泛应用。按照结构特征不同,碳纳米管可分为手性纳米管、扶手椅形纳米管以及锯齿形纳米管三种。
碳纳米管制备工艺包括催化裂解法、电弧放电法、半连续氢电弧法、激光烧蚀法、离子或激光溅射法、固相热解法等。电弧放电法为碳纳米管传统制备工艺,其将石墨电极置于充满氦气的反应容器中,在高温条件下,使石墨电极发出电弧,石墨蒸发后即可制成碳纳米管。近年来,半连续氢电弧法作为新型工艺,在电弧放电法基础上不断改进,使碳纳米管产量有所提高。
碳纳米管产业链上游为原材料供应,包括丙烯、N-甲基吡咯烷酮和液氮等,作为重要化工原料,我国丙烯产量不断增长,为碳纳米管行业发展奠定基础,2021年我国丙烯产量达4316.7万吨,同比增长18.0%;中游为碳纳米管产品生产和制造,包括导电母粒及导电浆料等;下游为应用领域,包括动力电池导电剂、复合材料、生物医疗等。
动力电池行业为碳纳米管最大需求端。近年来,受益于新能源汽车行业景气度不断提高,我国动力电池市场需求日益旺盛。根据中国汽车动力电池产业创新联盟发布数据显示,2021年我国动力电池总产量达219.7GWh,同比增长163.4%。受益于下游行业快速展,我国碳纳米管导电浆料出货量不断提高。根据新思界产业研究中心发布的《
2022-2026年中国碳纳米管行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,2021年我国碳纳米管导电浆料出货量为8.2万吨,同比增长65.7%。
我国碳纳米管生产企业包括青岛昊鑫新能源科技有限公司、江苏天奈科技股份有限公司、惠州集越纳米材料技术有限责任公司等。天奈科技为我国碳纳米管龙头企业,占据市场近45.0%的份额。
新思界
行业分析人士表示,碳纳米管具有特殊结构以及优异性能,被称为“纳米材料之王”。随着下游行业快速发展,我国碳纳米管市场规模将不断扩大。碳纳米管制备工艺较多,半连续氢电弧法具有原材料利用充足、产品产量高等优势,有望成为碳纳米管主流制备工艺。随着本土企业生产技术不断创新,未来我国碳纳米管行业发展态势将不断向好。