碳纳米管是什么？ 2022年中国碳纳米管市场现状分析

碳纳米管是什么？碳纳米管，又名巴基管，是一种具有特殊结构(径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级，管子两端基本上都封口)的一维量子材料。碳纳米管主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。层与层之间保持固定的距离，约0.34nm，直径一般为2-20nm。并且根据碳六边形沿轴向的不同取向可以将其分成锯齿形、扶手椅型和螺旋型三种，其中螺旋型的碳纳米管具有手性，而锯齿形和扶手椅型碳纳米管没有手性。碳纳米管作为一维纳米材料，重量轻，六边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能。近些年随着碳纳米管及纳米材料研究的深入其广阔的应用前景也不断地展现出来。

碳纳米管于1991年被日本电子公司的饭岛博士发现。1996年，日本的昭和电工在川崎建成了时间上世界上第一个商业化生产碳纳米管的工厂，年产能20吨，标志着碳纳米管商业化生产的开端。商业化尝试阶段(2006-2007年)：大规模的商业化尝试始于2006～2007年间，这段时间有大量的企业入局碳纳米管的生产，比较知名的包括阿科玛和Nanocyl。

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%。

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：

2020年国内碳纳米管出货量占全球的54%，低于负极、电解液等环节，仍有较大提升空间。：碳纳米管行业2018-2020年，CR3/CR5分别从68.0%/87.7%提升至75.7%/89.1%，行业持续集中。横向对比来看，碳纳米管行业集中度显著 高于四大锂电主材环节。碳纳米管单GWh产能投资额为0.30亿元，与负极基本持平，显著低于隔膜和正极行业;头部碳纳米管企业的投资回收期在6年左右。 2020年天奈科技毛利率为39%，低于隔膜环节的恩捷股份，但显著高于其他主材环节。高毛利率一方面是由于其在电池中成本占比低(不足4%)，下游价 格敏感性低;另一方面是产品2-3年的快速迭代，保持较好的竞争优势

行业内现有玩家也着力扩大规模：昭和电工将其碳纳米管产能扩大到每年100吨;CNI公司和Unidym公司合并，成为碳纳米管领域的巨头。行业过热发展(2009-2010年)：行业于2009～2011年进入过热阶段，欧洲的拜耳、阿科玛和Nanocyl掀起了一轮增产竞赛。以拜耳为例，到2010年，其碳纳米管产能比2007年增加了近600%。随后便是过剩产能的出清，昭和电工于2012年关闭了一座生产双壁碳纳米管的工厂，拜耳更是于2013年宣布退出碳纳米管生产。良性复苏阶段(2017年至今)：在技术成熟度曲线上，目前碳纳米管产业已经走过了过热期和低谷期，进入复苏良性发展的阶段。

行业进入了为期约3年的低谷期后，直到电动汽车的推广行业才迎来转机，进入了良性复苏的阶段。国内的碳纳米管企业也在此时进入了快速发展阶段，截止2019年，已经有三顺纳米、天奈科技和德方纳米3家碳纳米管企业上市。新能源汽车普及、5G换机潮和锂电池导电剂国产化将拉动碳纳米管行业高速增长。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%。工业化生产碳纳米管常用化学气相沉积法(CVD法)。

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