碳纤维纸,简称碳纸,又名炭纤维纸,是指以碳纤维为增强剂,以天然纸浆或合成纸浆为基质,添加粘合剂和填料经过抄纸工艺制备而成的纸状复合材料,属于功能增强材料的一类。碳纤维纸具有气孔率高、均匀性好、导电性强、透气性优、节能性强、耐高温性好、耐久性高、耐腐蚀性强等优点,可广泛应用于电池、包装、通讯、建筑、新能源、军工装备、航空航天等领域。
根据性能不同,碳纤维纸可分为普通碳纤维纸与高性能碳纤维纸两大类。普通碳纤维纸生产工艺成熟,主要通过湿法造纸进行抄造,生成产品碳纤维含量在5%-60%,已实现规模化量产与应用;高性能碳纤维纸生产时对纯度、电阻率、气孔率、均匀性要求较高,生产工艺复杂,可通过湿法成形、干法造纸等工艺进行抄造,全球仅有少数国家能够实现量产。
碳纤维纸应用领域广泛,电池是其主要应用领域,在该领域,碳纤维纸主要作为气体扩散层材料用于质子交换膜燃料电池(PEMFC)生产场景。气体扩散层材料是PEMFC的核心材料,主要功能在于构成气体从流动槽扩散到催化剂层的通道,从而将膜电极组与石墨板进行连接。常用的气体扩散层材料有碳纸、碳布、非织造布、碳黑纸等。其中碳纸强度更大、支撑性更强、散热性能更好,综合性能较为优异,目前已成为气体扩散层材料中最常用的一类。
碳纤维纸行业技术壁垒较高,全球市场主要集中在发展历程较长、技术经验储备充足的欧美国家企业与日本企业手中,包括德国SGL、加拿大Ballard Material Products、日本东丽等。其中日本东丽拥有碳纤维纸的多项核心专利,在全球市场中占据份额较大。
新思界
行业分析人士表示,从中国市场来看,当前我国碳纤维纸行业尚处于研发阶段,尚未有企业实现规模化量产能力,距离产业化应用还有较大差距,国内需求仍依赖于进口。目前国内布局碳纤维研发赛道的研究机构与企业主要有北京化工大学、武汉理工大学、中南大学、浙江省普瑞科技等,未来本土企业还需不断攻克关键技术与加大研发力度,行业成长空间巨大。