碳納米管因其獨特的力學(xué)、電學(xué)和熱學(xué)性能,已成為鋰離子電池導(dǎo)電劑中的重要組成,而碳納米管的性能與其形貌結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系。碳納米管由于具有特殊的一維和二維柔性結(jié)構(gòu)、具有良好的導(dǎo)電和導(dǎo)熱特性,因此在鋰離子電池應(yīng)用中具有巨大的潛能。
材料性質(zhì)決定了產(chǎn)品用途。與“導(dǎo)電導(dǎo)熱”“力學(xué)性能”“潤滑防腐”對應(yīng)的,碳納米管被作為導(dǎo)電劑、增強材料、導(dǎo)熱劑在產(chǎn)業(yè)界具有廣闊的運用場景,形成了較為廣闊的市場。
導(dǎo)電劑是碳納米管材料最常見應(yīng)用場景
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目前碳納米管的制備方法主要包括化學(xué)氣相沉積法(CVD)、激光蒸汽法、石墨電弧法、水熱法,目前碳納米管生產(chǎn)企業(yè)主要采用基于化學(xué)氣相沉積法制備碳納米管的途徑。
碳納米管生產(chǎn)工藝優(yōu)缺點對比
工藝類型 | 優(yōu)點 | 缺點 |
化學(xué)氣相沉積法 | 反應(yīng)過程易于控制,反應(yīng)溫度相對較低,產(chǎn)品純度較高,成本低,產(chǎn)量高,適用性強 | 粗產(chǎn)品中結(jié)晶度較低 |
激光蒸發(fā)法 | 可連續(xù)操作,產(chǎn)品純度高、質(zhì)量好 | 產(chǎn)量低、成本高、難以工業(yè)化生產(chǎn) |
石墨電弧法 | 碳納米管管直、壁薄,結(jié)晶度高 | 純度低,產(chǎn)率低,成本高,且電弧放電過程難以控制,難以工業(yè)化 |
水熱法 | 產(chǎn)品管徑小、純度高、收率較高 | 成本高、難以工業(yè)化 |
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鋰電池導(dǎo)電劑是添加在鋰離子電池電極中,以建立更高效的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),提高電池倍率性能和循環(huán)壽命的一種材料。碳納米管為一維管狀結(jié)構(gòu),碳環(huán)還可形成共軛效應(yīng),少量的添加就可形成充分連接活性物質(zhì)的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),有利于提高電池的容量和循環(huán)穩(wěn)定性。碳納米管良好的導(dǎo)熱性有助于電池的散熱,減輕內(nèi)部極化,因此可提高電池的高低溫性能和安全性,延長壽命。
鋰電池導(dǎo)電劑主要包括碳納米管(CNT)、炭黑、導(dǎo)電石墨、石墨烯等。隨著碳納米管導(dǎo)電漿料(含碳納米管復(fù)合材料)在動力鋰電池領(lǐng)域替代炭黑的速度加快,加速了碳納米管的增長。
碳納米管市場保持高增長的原因
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智研咨詢發(fā)布的《2021-2027年中國碳納米管產(chǎn)業(yè)競爭現(xiàn)狀及市場發(fā)展策略報告》顯示:隨著新型電極材料研究的不斷加深,碳納米管在高性能的鋰離子電池應(yīng)用中發(fā)揮著巨大作用。2020全球鋰電池出貨量為259.5GWh,同比增長34%,預(yù)計到2025年將達1135.4gwh,相比2020年增長337.5%。到2030年為6486.6GWH。
2016--2030年全球鋰電池出貨量走勢預(yù)測
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2020年全球鋰電池用碳納米管出貨量為8.9萬噸,同比增長50.8%;預(yù)計2021年全球鋰電池用碳納米管出貨量為13.2萬噸,同比增長48.31%;預(yù)計2025年全球碳納米管導(dǎo)電漿料需求量到需求量將達59.6萬噸。
2016-2025年全球鋰電池用碳納米管行業(yè)出貨量及增長
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2020年全球鋰電池碳納米管市場規(guī)模為為34.7億元,同比2019年增長47%;預(yù)計2021年全球鋰電池碳納米管市場規(guī)模為為50.2億元,同比2020年增長44.67%;預(yù)計到2025年全球鋰電池碳納米管市場規(guī)模為為202.6億元。
2016-2025年全球鋰電池用碳納米管市場規(guī)模及增長
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2025-2031年中國碳納米管行業(yè)市場運營格局及未來前景分析報告
《2025-2031年中國碳納米管行業(yè)市場運營格局及未來前景分析報告》共十二章,包含2025-2031年碳納米管行業(yè)投資風(fēng)險預(yù)警,2025-2031年碳納米管行業(yè)發(fā)展趨勢分析,碳納米管企業(yè)管理策略建議等內(nèi)容。
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