碳纳米行业市场多大?2023碳纳米管市场现状分析及发展前景预测|当前关注

碳纳米行业市场多大?碳纳米管(CNT)是一种新型材料，其强度是钢的100倍，而重量仅为钢的四分之一，且导电率可与铜媲美。如果可以使用CNT制造纤维，理论上可以超过现有碳纤维的性能，从而使基于碳纳米管的纤维能够作为新型材料应用于航空航天、军事和交通等领域。然而，在纤维中保持碳纳米管的优异性能非常具有挑战性，而且由于碳纳米管的成本极高，商业化也很困难。

(资料图)

据外媒报道，由韩国科学技术研究院(KIST)全北先进复合材料研究所(Jeonbuk Institute of Advanced Composite Materials)的Bon-Cheol Ku博士领导的研究团队与由蔚山国立科学技术院(UNIST)Han Gi Chae教授领导的研究人员合作开发出具有高拉伸强度和模量的CNT基复合碳纤维的低成本制造技术。

根据中研普华研究院出版的《2022-2027年中国碳纳米管市场现状分析及发展前景预测报告》显示：

碳纳米管行业市场分析

我国科学家不仅在世界上合成出最长的碳纳米管，而且加紧了碳纳米管的应用研究，研制出具备良好储氢性能的碳纳米管和具备初步显示功能的碳纳米管显示器，并在利用其电子发射性能研制发光器件。

碳纤维通常由聚丙烯腈(PAN)聚合物或源自热解燃料油的沥青碳化而成。研究人员开发出新技术，通过将碳纳米管与聚酰亚胺(PI)树脂结合使用，在保持高强度的同时大大提高了模量。

韩国团队最初使用连续湿法纺丝工艺制造出CNT-PI复合纤维，成功制造出高模量(528 GPa)和高强度(6.2 GPa)的纤维。使用氯磺酸(CSA)作为溶剂，并在过程中进行高温热处理，获得的模量是市售纤维(约为320 GPa)的1.65倍。

此外，微观结构分析证实，通过减少纤维内的空隙，制造材料的物理性能得到改善，并且CNT/PI组合改善了碳纳米管的取向。研究团队能够制造出具有更高模量的高强度纤维，同时用PI替代高达50%的昂贵CNT以降低总体成本。

亚太地区已成为碳纳米管的主要生产地和消费地。当前，碳纳米管的应用思路主要有三类：第一类是结构增强，第二类是轻质导电，第三类是高效热管理。具体而言，碳纳米管在增强材料、电极材料、滤膜以及催化剂载体等方面具有较高的实用性。碳纳米管纤维在天线、数据电缆导体、多功能织物、高频数据/模拟和射频等领域具有广泛的应用前景。

随着人们对碳纳米管基本性能的深入理解、对碳纳米管在生长中的结构和性能控制技术的提升、及在对碳纳米管器件制作和测试技术的提高，预计碳纳米管很快会在电子器件、能源利用、环境治理、生物医学等方面得到实际应用。

碳纳米管是性能优异的新材料，其大规模商业应用需求最主要来自锂电池和导电塑料领域，其中来自锂电池的需求超过80%。受益于新能源汽车行业的发展以及高端智能手机、可穿戴设备以及无人机等领域拉动，我国动力锂电池、数码电池行业发展均呈良好态势，碳纳米管受益于渗透率持续提升也将得到快速增长。

中国是一个快速发展的国家，拥有许多新兴应用，如储氢、超导体、滤波器和电容器，中国为愿意投资于不断增长的应用领域的行业参与者提供了许多机会，中国还有廉价的原材料、低生产成本以及迎合当地新兴市场的能力，见证了电子和半导体最终用途行业对碳纳米管的需求增加。

由于原材料及能源价格上涨，炭黑报价在2021年底由4.5万元/吨提升至近10万元/吨。而碳纳米管伴随规模化快速降本，经济 性已初步体现。假设正极材料中SP的添加量为3%，而碳纳米管添加量为0.5%-1.5%。根据天奈科技公告，碳纳米管粉体在2021年前三季度均价已降至22.2万 元/吨，较2020年降低38.6%。我们中性假设2022年SP均价为7万元/吨，碳纳米管均价为21.1万元/吨，测算得到添加3%SP对应单吨成本为0.21万元，添加 0.5%/1.0%/1.5%碳纳米管对应单吨成本为0.11/0.21/0.32万元

碳纳米管生产中主要使用的设备有超高温炉、碳化反应器、石墨化炉、砂磨机等。碳纳米管体积密度小、比表面积大，生产中易出现缠绕，连续化生产难 度高。行业内企业普遍会对流化床反应器、纯化和分散设备进行改造、甚至自主设计，以此提高生产效率和连续性。例如，截止2022年1月底天奈科技共拥有59 项碳纳米管相关专利，其中设备改进相关专利为33项，占比达到56%。

碳纳米管从20多年前的只能实验室合成，价格50-200美元/克，到目前可以百吨级生产，一吨的价格人民币十万到几十万，其成本下降了近四个数量级，成功进入工业品市场，是不多的本土自主知识产权的新材料产业。预计到2023年，我国碳纳米管导电浆料在动力锂电池、数码电池领域的渗透率将分别达82.20%、31.9%。我国碳纳米管需求量将达17.72万吨，需求空间将达62亿元。

2023碳纳米管市场发展前景预测

受益于电池导电剂市场需求规模的持续增长，国内已有市值百亿级的碳纳米管公司——江苏天奈科技公司涌现，此外多家上市公司涉及碳纳米管业务，例如贝特瑞、德方纳米、道氏技术等。以前做石墨烯的多家公司也改弦更张，悄然介入碳纳米管行业。碳纳米管的市场前景吸引了众多国内资本争相进入，希望能分一杯羹。

目前国内生产碳纳米管的公司技术水平和产品结构类似，大体呈现低水平重复建设，小、散、乱的局面。了解碳纳米管行情的老板，投入资金，买到部分技术和图纸，就又会形成一家技术水平和设备相似，甚至比原版图纸更差的公司。据笔者不完全统计，国内目前已有十多家从事碳纳米管粉体生产相关的国内企业。

经过十多年的研发和推广，在锂电池行业中碳纳米管作为导电剂，其效果非常明显，使用已经越来越普及。除了动力电池，在数码电池里碳纳米管导电剂也开始使用。碳纳米管导电剂的添加量比传统的炭黑导电剂大量减少，同时能使粘接剂的用量降低至原来的50%左右，对锂离子电池有综合的明显好处。

经调研预计，在未来五年，全球碳纳米管导电剂浆料(碳纳米管导电剂浆料里含有3-5%的碳纳米管，其余是溶剂NMP)需求量将保持40.8%的年复合增长速度，2022年需求量将达12万吨，2023年需求量将达19.06万吨。随着锂电池高镍正极、硅基负极和固态电池等新技术应用规模扩大，碳纳米管的应用会爆发式增长，单是在锂电池领域就会成为每年百亿级的市场。

想要了解更多碳纳米管行业详细分析，请点击查看中研普华研究院出版的《2022-2027年中国碳纳米管市场现状分析及发展前景预测报告》。