伴新能源和5G之風,碳納米管迎來高速增長

中國即將進入新能源汽車和5G的新時代,而隨著新能源動力汽車和智能電子應用產品的迅猛發展,對二次鋰離子電池的要求也越來越高。在鋰電池領域,碳納米管憑借其優越的導電性能,作為一種新型導電劑被鋰電池生產企業所廣泛使用,用來提升鋰電池的能量密度及改善循環壽命。

碳納米管的發展將加速傳統鋰電池導電劑材料的更新

鋰離子電池活性材料為顆粒狀,導電劑必須填充活性物質的間隙,使導電劑與活性物質充分接觸,才能提高導電性能。

導電劑作為鋰電池的關鍵輔材,起著增加活性物質導電接觸的作用。作為一種新型材料,碳納米管自被發現以來就因為其優異的電學、力學、化學等性能,在多個領域中顯示出巨大的應用潛能。相對于傳統導電劑而言,碳納米管具備更好的導電性能。

 

此外,碳納米管的儲鋰容量,遠大于天然石墨、人造石墨和無定形碳等傳統碳材料,因此,使用碳納米管作為鋰電池導電劑,可以大幅度提升鋰電池容量、電池循環壽命。碳納米管的長徑比、碳純度是其影響導電性的兩個核心指標,直接決定了碳納米管的產品性能。產品長徑比、碳純度越高對應的導電性越好。

碳納米管的其他應用領域

碳納米管在實際應用中仍然存在不可逆容量大,電壓范圍寬以及電壓滯后明顯的問題。同時由于成本方面的問題,碳納米管離實際應用仍然會有很長的路要走,但是作為一種導電劑添加,提高電極的導電性,降低鋰電池極化,已經在實際生產中獲得應用。碳納米管自被發現以來就因為其優異的電學、力學、化學等性能,在多項領域中顯示出巨大應用潛力。(1)在鋰電池領域,碳納米管憑借優異導電性能,被廣泛應用于鋰電池新型導電劑。(2)在導電塑料領域,碳納米管憑借其優越的導電性能和力學性能,用來提升導電塑料的導電性和結構強度,已經顯現出巨大的應用價值。

碳納米管憑借優異的導電性,可應用于鋰電池導電劑領域。傳統導電劑是炭黑顆粒,而新型導電劑分別是1維或2維的碳管或石墨烯在電池電極中形成有效的線或面導電網絡。電池充放電過程中電子到活性材料的顆粒上的傳送,用石墨烯及碳納米管新型導電劑可以直接從線或面內導通而不像傳統導電劑通過顆粒的點對點傳導,導電效率極高,從而實現快速充放電,并對能量密度、循環使用壽命等關鍵技術指標都有提升。

新能源汽車和5G對碳納米管導電行業的影響

我國在鋰電碳納米管市場位于全球前列,推動鋰電導電劑國產化率持續提升。近年碳納米管材料在鋰電領域推廣持續進步、國內廠商市占率持續提升。2018年國內碳納米管導電劑在動力鋰電池的滲透率為318%,預計2023年將提升至822%;屆時全球及中國動力鋰電池用碳納米管導電漿料市場產值分別將逾45、30億元,復合年均增長率分別達到403%、32%。2018年國內碳納米管導電劑在數碼電池領域的滲透率為18%,預計2023年將提升至319%;屆時全球及中國市場產值將分別達752億、315億,復合年均增長率分別達到151%、54%。

新能源汽車的快速發展以及動力鋰電池能量密度的提高將加速公司產品對傳統導電劑的替代,帶動碳納米管導電漿料產品需求量高速增長。國內動力鋰電池用碳納米管導電漿料市場產值將超過30億元。儲能鋰電池未來應用成本將逐漸降低,市場也將快速增長,成為帶動碳納米管導電漿料市場增長的主要因素之一;高端數碼電池領域增勢將依舊強勁,對高能量密度型的碳納米管導電漿料的需求也將逐漸增多。

而伴隨5G網絡的逐步推出,3C消費電子領域需求端有望逐步改善,即使短期全球公共衛生事件對手機等出貨量存在一定影響,但大部分消費只是延遲而非消失,若未來公共衛生事件緩和,終端需求有望迎來較大修復空間。20192025年,非動力電池領域對碳納米管的需求增量或為1230噸,其中手機(183噸)、鋰電池儲能(614噸)、TWS全套和電子煙(34噸)、筆記本電腦(35噸)、其他(346噸)和平板電腦(18噸)。鋰電池儲能為非動力電池領域碳納米管需求增量的核心。


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