2023中國碳納米管行業市場現狀分析

• 黃文玉 2023年5月31日 來源：互聯網 773 46
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碳納米管，又名巴基管，是一種具有特殊結構(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。

碳納米管行業概況及發展階段

碳納米管，又名巴基管，是一種具有特殊結構(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成數層到數十層的同軸圓管。碳納米管作為一維納米材料，重量輕，六邊形結構連接完美，具有許多異常的力學、電學和化學性能。近些年隨著碳納米管及納米材料研究的深入其廣闊的應用前景也不斷地展現出來。

碳納米管于1991年被日本電子公司的飯島博士發現。1996年，日本的昭和電工在川崎建成了時間上世界上第一個商業化生產碳納米管的工廠，年產能20噸，標志著碳納米管商業化生產的開端。商業化嘗試階段(2006-2007年)：大規模的商業化嘗試始于2006～2007年間，這段時間有大量的企業入局碳納米管的生產，比較知名的包括阿科瑪和Nanocyl。行業內現有玩家也著力擴大規模：昭和電工將其碳納米管產能擴大到每年100噸;CNI公司和Unidym公司合并，成為碳納米管領域的巨頭。

行業過熱發展(2009-2010年)：行業于2009～2011年進入過熱階段，歐洲的拜耳、阿科瑪和Nanocyl掀起了一輪增產競賽。以拜耳為例，到2010年，其碳納米管產能比2007年增加了近600%。隨后便是過剩產能的出清，昭和電工于2012年關閉了一座生產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。

良性復蘇階段(2017年至今)：在技術成熟度曲線上，目前碳納米管產業已經走過了過熱期和低谷期，進入復蘇良性發展的階段。行業進入了為期約3年的低谷期后，直到電動汽車的推廣行業才迎來轉機，進入了良性復蘇的階段。

國內的碳納米管企業也在此時進入了快速發展階段，截止2019年，已經有三順納米、天奈科技和德方納米3家碳納米管企業上市。新能源汽車普及、5G換機潮和鋰電池導電劑國產化將拉動碳納米管行業高速增長。碳納米管是性能優異的新材料，其大規模商業應用需求最主要來自鋰電池和導電塑料領域，其中來自鋰電池的需求超過80%。工業化生產碳納米管常用化學氣相沉積法(CVD法)。

中國碳納米管行業市場現狀分析

下游市場方面，中國新能源汽車經過多年發展，目前寧德時代、比亞迪等龍頭企業已經開始使用碳納米管材料，而在行業領先企業的示范傳導下，其他動力電池也將跟進使用，促進中國碳納米管市場的高增長。

在滲透率、需求提升以及龍頭企業示范傳導等三駕馬車并行驅動下，中國碳納米管市場增長空間廣闊。歷經這么多年的起起伏伏，大浪淘沙，碳納米管行業終于在中國初步實現了產業化。行業普遍認為，碳納米管產業已經走出風險較大的探索期，步入成長期，并展現出千億級規模的下游應用市場潛力。

受益于動力電池市場規模需求的增長，近幾年碳納米管出貨量呈現快速增長態勢。結合高工產研鋰電研究所(GGII)年復合增長率數據，2021年國內碳納米管出貨量達到10.2萬噸。

中國碳納米管產業化存在的問題

(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，其使用狀態包括粉體或復合物兩種，其相關安全性(比如通過皮膚吸收或呼吸吸入)是一個重要的問題。然而，由于碳納米管種類多，直徑與長度以及化學穩定性差別較大，同時分散狀態不同等原因，目前科學家關于碳納米管的毒性分析的結論各不相同，還沒有很清晰地給出全面的結論。總體來說，粉體狀態的材料更加需要注意防護。需要規范管理并建立相關的制度，減少在生產過程中降低從業人員與碳納米管粉體的接觸。

例如，德國Bayer公司提出，碳納米管職業暴露上限值50mg/m3。美國國家職業安全衛生研究所，根據動物實驗結果，推薦碳納米管的職業接觸限值為7μg/m3。此外，碳納米管的化學穩定性也成為其環境降解性研究的關注點。科學家正在開展碳納米管全生命周期分析的研究，有望從更大的時間和空間尺度論證碳納米管對于人類社會的影響，以及預防新材料對于人類生活帶來的負面作用。總體來說，碳納米管的化學降解性應優于石墨與碳纖維材料，可以借鑒相關管理規定。

(2)碳納米管相關的國際與國家標準

隨著碳納米管在商業化應用中的不斷推進，碳納米管相關的國際與國家標準相繼制定與出臺。其中，中國2009年發布、2010年實施的《多壁碳納米管》的國家標準(GB/T24491-2009)和《多壁碳納米管純度的檢測方法》的國家標準(GB/T24490-2009)，規定了測量多壁碳納米管的術語和定義、分類、技術要求、試驗方法、檢驗規則、包裝、標志及質量證明書、貯存和運輸、安全注意事項等，及純度的方法、儀器、分析步驟及結果表示方法。

2017年發布并實施的《碳納米管導電漿料》的國家標準(GB/T33818-2017)，規定了碳納米管導電漿料的術語、要求和檢測方法、檢測規則以及標志、包裝、運輸、貯存和訂貨單內容。適用于在鋰離子電池、導電涂層和導電膠等領域使用多壁碳納米管作為導電介質的液相系列產品的質量檢測和驗收。2020年實施的，天奈科技作為中國代表主導制定的碳納米管導電漿料國際標準(ISO/TS19808)，就多壁碳納米管漿料的特性以及相應的測量方法進行說明。這些標準化方面的努力將有助于碳納米管的獨立商品化、兼容性、互用性、安全性和可再生性的發展。

(3)碳納米管產業的知識產權保護

碳納米管產業化應用的進程加快，使得該領域的知識產權保護越發重要。事實上，由于Hyperion公司在導電塑料領域的專利提前布局，阻礙了國際大公司在許多領域的研發，碳納米管在相當長的時間內，僅在相機套筒等少數場合獲得應用。近年來，在碳納米管領域申請專利較多的公司，集中在日本、韓國和中國。該領域市場的進一步拓展，將帶動公司作為專利權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力。注重該領域的知識產權保護，將助力于新產業良性、健康的發展。

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