碳纳米管行业深度报告 _小知识

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1、概述：碳纳米管是极具潜力的新型导电剂材料碳纳米管（Carbon Nanotubes, CNTs）是一种同轴管状结构的碳原子簇（类似于树木年轮环），其管径与管之间相互交错的缝隙都属于纳米数量级，根据管壁的层数可以将 CNTs 分为单壁碳纳米管（SWCNTs）和多壁碳纳米管（MWCNTs）。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

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在锂电导电剂领域，目前常用的锂电导电剂包括炭黑、科琴黑、碳纳米管、石墨烯等四种，其中碳纳米管作为新型导电剂材料正处于快速导入期：（1）炭黑：种类相对较多，在锂电池领域应用最多的是 SP（Supper P）,其广泛应用于早期商业化的锂离子电池。（2）科琴黑：也是炭黑的一种，纯度高，导电性好，在日本应用较多，但因为价格高、难分散，在国内应用较少。（3）碳纳米管：凭借良好的导电性及独特的管状结构，通过与正极材料形成线性连接可大幅改善正极材料电导率，目前其正处于产业应用层面快速导入期。（4）石墨烯：于 2004 年被首次发现，具有较大的比表面积，良好的导电性和导热性，多应用于高科技领域，锂电池领域的应用尚处于研究阶段。

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1.1、“线接触”结构大幅提升导电性，长径比是重要衡量指标
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。
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。

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1.2、碳纳米管可广泛应用于锂电导电剂、导电塑料以及芯片制造
1.2.1、近年碳纳米管材料在锂电领域推广持续推进、国内厂商市占率持续提升
锂电池主要材料包括正极材料、负极材料、电解液和隔膜。导电剂作为一种关键辅材，可以增加活性物质间的导电接触，提升锂电池中电子在电极中的传输速率；锂电池领域常用的导电剂材料包括炭黑类、导电石墨类、VGCF（气相生长碳纤维）、碳纳米管以及石墨烯等。其中碳纳米管和石墨烯属于新型导电剂材料。上下游供应链具体制备工艺方面，（1）将 PVDF 溶于 N-甲基吡咯烷酮（NMP）溶剂后，按照配比加入 CNTs 纳米导电浆、导电炭黑，搅拌均匀后再加入镍钴酸锂，制成正极浆料；（2）CMC 溶于水形成胶液，按配比加入导电炭黑和负极石墨，搅拌均匀后再加入 SBR 乳液混合，制成负极浆料；（3）正负极浆料经涂布、辊压、分切后形成所需极片；（4）正、负极片分别焊接铝、镍极耳，与隔膜一起卷绕后形成裸电芯，经过包装热封、烘烤、注入电解液、预充化成等工艺制程最终锂电池。

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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，根据 GGII 数据，2014-2018 年中国锂电池领域导电剂国产化率从 12.9%大幅提升至 31.2%，国产产品的渗透率持续提升。