中國碳納米管行業(yè)供需分析 中國碳納米管行業(yè)發(fā)展前景研究

• 周迅 2023年4月23日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 320 13
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碳納米管生產(chǎn)中主要使用的設(shè)備有超高溫爐、碳化反應(yīng)器、石墨化爐、砂磨機(jī)等。碳納米管體積密度小、比表面積大，生產(chǎn)中易出現(xiàn)纏繞，連續(xù)化生產(chǎn)難 度高。行業(yè)內(nèi)企業(yè)普遍會(huì)對流化床反應(yīng)器、純化和分散設(shè)備進(jìn)行改造、甚至自主設(shè)計(jì)，以此提高生產(chǎn)效率和連續(xù)性。例如，截止20

碳納米管，又名巴基管，是一種具有特殊結(jié)構(gòu)(徑向尺寸為納米量級，軸向尺寸為微米量級，管子兩端基本上都封口)的一維量子材料。碳納米管主要由呈六邊形排列的碳原子構(gòu)成數(shù)層到數(shù)十層的同軸圓管。

中國碳納米管行業(yè)供需分析 中國碳納米管行業(yè)發(fā)展前景研究

納米管作為一維納米材料，重量輕，六邊形結(jié)構(gòu)連接完美，具有許多異常的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能。近些年隨著碳納米管及納米材料研究的深入其廣闊的應(yīng)用前景也不斷地展現(xiàn)出來。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2023-2028年中國碳納米管行業(yè)供需分析及發(fā)展前景研究報(bào)告》顯示：

碳納米管生產(chǎn)中主要使用的設(shè)備有超高溫爐、碳化反應(yīng)器、石墨化爐、砂磨機(jī)等。碳納米管體積密度小、比表面積大，生產(chǎn)中易出現(xiàn)纏繞，連續(xù)化生產(chǎn)難 度高。行業(yè)內(nèi)企業(yè)普遍會(huì)對流化床反應(yīng)器、純化和分散設(shè)備進(jìn)行改造、甚至自主設(shè)計(jì)，以此提高生產(chǎn)效率和連續(xù)性。例如，截止2022年1月底天奈科技共擁有59 項(xiàng)碳納米管相關(guān)專利，其中設(shè)備改進(jìn)相關(guān)專利為33項(xiàng)，占比達(dá)到56%。

2020年國內(nèi)碳納米管出貨量占全球的54%，低于負(fù)極、電解液等環(huán)節(jié)，仍有較大提升空間：碳納米管行業(yè)2018-2020年，CR3/CR5分別從68.0%/87.7%提升至75.7%/89.1%，行業(yè)持續(xù)集中。橫向?qū)Ρ葋砜?，碳納米管行業(yè)集中度顯著 高于四大鋰電主材環(huán)節(jié)。碳納米管單GWh產(chǎn)能投資額為0.30億元，與負(fù)極基本持平，顯著低于隔膜和正極行業(yè);頭部碳納米管企業(yè)的投資回收期在6年左右。 2020年天奈科技毛利率為39%，低于隔膜環(huán)節(jié)的恩捷股份，但顯著高于其他主材環(huán)節(jié)。高毛利率一方面是由于其在電池中成本占比低(不足4%)，下游價(jià) 格敏感性低;另一方面是產(chǎn)品2-3年的快速迭代，保持較好的競爭優(yōu)勢。

行業(yè)內(nèi)現(xiàn)有玩家也著力擴(kuò)大規(guī)模：昭和電工將其碳納米管產(chǎn)能擴(kuò)大到每年100噸;CNI公司和Unidym公司合并，成為碳納米管領(lǐng)域的巨頭。行業(yè)過熱發(fā)展(2009-2010年)：行業(yè)于2009～2011年進(jìn)入過熱階段，歐洲的拜耳、阿科瑪和Nanocyl掀起了一輪增產(chǎn)競賽。以拜耳為例，到2010年，其碳納米管產(chǎn)能比2007年增加了近600%。隨后便是過剩產(chǎn)能的出清，昭和電工于2012年關(guān)閉了一座生產(chǎn)雙壁碳納米管的工廠，拜耳更是于2013年宣布退出碳納米管生產(chǎn)。良性復(fù)蘇階段(2017年至今)：在技術(shù)成熟度曲線上，目前碳納米管產(chǎn)業(yè)已經(jīng)走過了過熱期和低谷期，進(jìn)入復(fù)蘇良性發(fā)展的階段。

行業(yè)進(jìn)入了為期約3年的低谷期后，直到電動(dòng)汽車的推廣行業(yè)才迎來轉(zhuǎn)機(jī)，進(jìn)入了良性復(fù)蘇的階段。國內(nèi)的碳納米管企業(yè)也在此時(shí)進(jìn)入了快速發(fā)展階段，截止2019年，已經(jīng)有三順納米、天奈科技和德方納米3家碳納米管企業(yè)上市。新能源汽車普及、5G換機(jī)潮和鋰電池導(dǎo)電劑國產(chǎn)化將拉動(dòng)碳納米管行業(yè)高速增長。碳納米管是性能優(yōu)異的新材料，其大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用需求最主要來自鋰電池和導(dǎo)電塑料領(lǐng)域，其中來自鋰電池的需求超過80%。工業(yè)化生產(chǎn)碳納米管常用化學(xué)氣相沉積法(CVD法)。

中國碳納米管產(chǎn)業(yè)化存在的問題：

(1)碳納米管的安全性

碳納米管作為一種直徑非常小的、新的人造材料，其使用狀態(tài)包括粉體或復(fù)合物兩種，其相關(guān)安全性(比如通過皮膚吸收或呼吸吸入)是一個(gè)重要的問題。然而，由于碳納米管種類多，直徑與長度以及化學(xué)穩(wěn)定性差別較大，同時(shí)分散狀態(tài)不同等原因，目前科學(xué)家關(guān)于碳納米管的毒性分析的結(jié)論各不相同，還沒有很清晰地給出全面的結(jié)論?？傮w來說，粉體狀態(tài)的材料更加需要注意防護(hù)。需要規(guī)范管理并建立相關(guān)的制度，減少在生產(chǎn)過程中降低從業(yè)人員與碳納米管粉體的接觸。例如，德國Bayer公司提出，碳納米管職業(yè)暴露上限值50mg/m3。美國國家職業(yè)安全衛(wèi)生研究所，根據(jù)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果，推薦碳納米管的職業(yè)接觸限值為7μg/m3。此外，碳納米管的化學(xué)穩(wěn)定性也成為其環(huán)境降解性研究的關(guān)注點(diǎn)?？茖W(xué)家正在開展碳納米管全生命周期分析的研究，有望從更大的時(shí)間和空間尺度論證碳納米管對于人類社會(huì)的影響，以及預(yù)防新材料對于人類生活帶來的負(fù)面作用。總體來說，碳納米管的化學(xué)降解性應(yīng)優(yōu)于石墨與碳纖維材料，可以借鑒相關(guān)管理規(guī)定。

(2)碳納米管相關(guān)的國際與國家標(biāo)準(zhǔn)

隨著碳納米管在商業(yè)化應(yīng)用中的不斷推進(jìn)，碳納米管相關(guān)的國際與國家標(biāo)準(zhǔn)相繼制定與出臺(tái)。其中，中國2009年發(fā)布、2010年實(shí)施的《多壁碳納米管》的國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T24491-2009)和《多壁碳納米管純度的檢測方法》的國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T24490-2009)，規(guī)定了測量多壁碳納米管的術(shù)語和定義、分類、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、包裝、標(biāo)志及質(zhì)量證明書、貯存和運(yùn)輸、安全注意事項(xiàng)等，及純度的方法、儀器、分析步驟及結(jié)果表示方法。

2017年發(fā)布并實(shí)施的《碳納米管導(dǎo)電漿料》的國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T33818-2017)，規(guī)定了碳納米管導(dǎo)電漿料的術(shù)語、要求和檢測方法、檢測規(guī)則以及標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、貯存和訂貨單內(nèi)容。適用于在鋰離子電池、導(dǎo)電涂層和導(dǎo)電膠等領(lǐng)域使用多壁碳納米管作為導(dǎo)電介質(zhì)的液相系列產(chǎn)品的質(zhì)量檢測和驗(yàn)收。2020年實(shí)施的，天奈科技作為中國代表主導(dǎo)制定的碳納米管導(dǎo)電漿料國際標(biāo)準(zhǔn)(ISO/TS19808)，就多壁碳納米管漿料的特性以及相應(yīng)的測量方法進(jìn)行說明。這些標(biāo)準(zhǔn)化方面的努力將有助于碳納米管的獨(dú)立商品化、兼容性、互用性、安全性和可再生性的發(fā)展。

(3)碳納米管產(chǎn)業(yè)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)

碳納米管產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的進(jìn)程加快，使得該領(lǐng)域的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)越發(fā)重要。事實(shí)上，由于Hyperion公司在導(dǎo)電塑料領(lǐng)域的專利提前布局，阻礙了國際大公司在許多領(lǐng)域的研發(fā)，碳納米管在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)，僅在相機(jī)套筒等少數(shù)場合獲得應(yīng)用。近年來，在碳納米管領(lǐng)域申請專利較多的公司，集中在日本、韓國和中國。該領(lǐng)域市場的進(jìn)一步拓展，將帶動(dòng)公司作為專利權(quán)人的專利格局的不斷演化，并成為這種新興材料與納米科技更迭的推動(dòng)力。注重該領(lǐng)域的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，將助力于新產(chǎn)業(yè)良性、健康的發(fā)展。

本報(bào)告對我國碳納米管市場的發(fā)展?fàn)顩r、供需狀況、競爭格局、贏利水平、發(fā)展趨勢等進(jìn)行了分析。報(bào)告重點(diǎn)分析了碳納米管前十大企業(yè)的研發(fā)、產(chǎn)銷、戰(zhàn)略、經(jīng)營狀況等。

報(bào)告還對碳納米管市場風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了預(yù)測，為碳納米管生產(chǎn)廠家、流通企業(yè)以及零售商提供了新的投資機(jī)會(huì)和可借鑒的操作模式，對欲在碳納米管行業(yè)從事資本運(yùn)作的經(jīng)濟(jì)實(shí)體等單位準(zhǔn)確了解目前中國碳納米管行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)，把握企業(yè)定位和發(fā)展方向有重要參考價(jià)值。

了解更多行業(yè)數(shù)據(jù)詳情，可以點(diǎn)擊查閱中研普華產(chǎn)業(yè)研究院的《2023-2028年中國碳納米管行業(yè)供需分析及發(fā)展前景研究報(bào)告》。

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  2023-2028年中國碳納米管行業(yè)供需分析及發(fā)展前景研究報(bào)告

  碳納米管，又名巴基管，是一種具有特殊結(jié)構(gòu)（徑向尺寸為納米量級，軸向尺寸為微米量級，管子兩端基本上都封口）的一維量子材料。碳納米管主要由呈六邊形排列的碳原子構(gòu)成數(shù)層到數(shù)十層的同軸圓管...

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