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伴新能源和5G之风,碳纳米管迎来高速增长

中国即将进入新能源汽车和5G的新时代,而随着新能源动力汽车和智能电子应用产品的迅猛发展,对二次锂离子电池的要求也越来越高。在锂电池领域,碳纳米管凭借其优越的导电性能,作为一种新型导电剂被锂电池生产企业所广泛使用,用来提升锂电池的能量密度及改善循环寿命。

碳纳米管的发展将加速传统锂电池导电剂材料的更新

锂离子电池活性材料为颗粒状,导电剂必须填充活性物质的间隙,使导电剂与活性物质充分接触,才能提高导电性能。

导电剂作为锂电池的关键辅材,起着增加活性物质导电接触的作用。作为一种新型材料,碳纳米管自被发现以来就因为其优异的电学、力学、化学等性能,在多个领域中显示出巨大的应用潜能。相对于传统导电剂而言,碳纳米管具备更好的导电性能。

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此外,碳纳米管的储锂容量,远大于天然石墨、人造石墨和无定形碳等传统碳材料,因此,使用碳纳米管作为锂电池导电剂,可以大幅度提升锂电池容量、电池循环寿命。碳纳米管的长径比、碳纯度是其影响导电性的两个核心指标,直接决定了碳纳米管的产品性能。产品长径比、碳纯度越高对应的导电性越好。

碳纳米管的其他应用领域

碳纳米管在实际应用中仍然存在不可逆容量大,电压范围宽以及电压滞后明显的问题。同时由于成本方面的问题,碳纳米管离实际应用仍然会有很长的路要走,但是作为一种导电剂添加,提高电极的导电性,降低锂电池极化,已经在实际生产中获得应用。碳纳米管自被发现以来就因为其优异的电学、力学、化学等性能,在多项领域中显示出巨大应用潜力。(1)在锂电池领域,碳纳米管凭借优异导电性能,被广泛应用于锂电池新型导电剂。(2)在导电塑料领域,碳纳米管凭借其优越的导电性能和力学性能,用来提升导电塑料的导电性和结构强度,已经显现出巨大的应用价值。

碳纳米管凭借优异的导电性,可应用于锂电池导电剂领域。传统导电剂是炭黑颗粒,而新型导电剂分别是1维或2维的碳管或石墨烯在电池电极中形成有效的线或面导电网络。电池充放电过程中电子到活性材料的颗粒上的传送,用石墨烯及碳纳米管新型导电剂可以直接从线或面内导通而不像传统导电剂通过颗粒的点对点传导,导电效率极高,从而实现快速充放电,并对能量密度、循环使用寿命等关键技术指标都有提升。

新能源汽车和5G对碳纳米管导电行业的影响

我国在锂电碳纳米管市场位于全球前列,推动锂电导电剂国产化率持续提升。近年碳纳米管材料在锂电领域推广持续进步、国内厂商市占率持续提升。2018年国内碳纳米管导电剂在动力锂电池的渗透率为31.8%,预计2023年将提升至82.2%;届时全球及中国动力锂电池用碳纳米管导电浆料市场产值分别将逾45、30亿元,复合年均增长率分别达到40.3%、32%。2018年国内碳纳米管导电剂在数码电池领域的渗透率为18%,预计2023年将提升至31.9%;届时全球及中国市场产值将分别达7.52亿、3.15亿,复合年均增长率分别达到15.1%、5.4%。

新能源汽车的快速发展以及动力锂电池能量密度的提高将加速公司产品对传统导电剂的替代,带动碳纳米管导电浆料产品需求量高速增长。国内动力锂电池用碳纳米管导电浆料市场产值将超过30亿元。储能锂电池未来应用成本将逐渐降低,市场也将快速增长,成为带动碳纳米管导电浆料市场增长的主要因素之一;高端数码电池领域增势将依旧强劲,对高能量密度型的碳纳米管导电浆料的需求也将逐渐增多。

而伴随5G网络的逐步推出,3C消费电子领域需求端有望逐步改善,即使短期全球公共卫生事件对手机等出货量存在一定影响,但大部分消费只是延迟而非消失,若未来公共卫生事件缓和,终端需求有望迎来较大修复空间。2019-2025年,非动力电池领域对碳纳米管的需求增量或为1230吨,其中手机(183吨)、锂电池储能(614吨)、TWS全套和电子烟(34吨)、笔记本电脑(35吨)、其他(346吨)和平板电脑(18吨)。锂电池储能为非动力电池领域碳纳米管需求增量的核心。

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