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碳納米管將成為鋰電池領(lǐng)域的主流導(dǎo)電劑(附報告目錄)
21世紀(jì)是碳的世紀(jì),碳納米管與其他材料以及其他納米材料相比,具有更加獨特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的性能,被稱為“納米材料之王”。作為一種新型材料,碳納米管已經(jīng)在電子、能源、通信、化工、生物、醫(yī)藥、航空航天等領(lǐng)域顯示出極具潛力的應(yīng)用價值。目前碳納米管主要作為新型導(dǎo)電劑應(yīng)用于鋰電池領(lǐng)域。
相關(guān)報告:北京普華有策信息咨詢有限公司《2020-2026年碳納米管行業(yè)全景調(diào)研及投資前景預(yù)測報告》
1、碳納米管行業(yè)在鋰電池領(lǐng)域應(yīng)用情況
(1)碳納米管導(dǎo)電漿料產(chǎn)品在動力鋰電池行業(yè)應(yīng)用分析
2018年我國動力鋰電池用碳納米管導(dǎo)電漿料市場規(guī)模同比增長30.1%,市場規(guī)模高速增長主要原因有:第一,下游動力鋰電池市場高速增長,直接帶動需求量上升;其次是高能量密度成為動力鋰電池市場發(fā)展方向,三元動力鋰電池2018年產(chǎn)量同比增長118%,達(dá)41.6GWh,而三元動力鋰電池新型導(dǎo)電劑主要以碳納米管導(dǎo)電漿料為主,因此成為動力鋰電池用碳納米管導(dǎo)電漿料的主要增長點。
(2)碳納米管在動力鋰電池滲透率不斷提升
隨著碳納米管導(dǎo)電漿料在動力鋰電池領(lǐng)域的不斷滲透,將逐漸替代炭黑成為動力鋰電池的主流導(dǎo)電劑。預(yù)計,2023年我國碳納米管導(dǎo)電漿料在動力鋰電池領(lǐng)域的滲透率將達(dá)82.2%,動力鋰電池用碳納米管導(dǎo)電漿料需求量將突破10萬噸。
碳納米管將逐漸替代炭黑成為動力鋰電池的主流導(dǎo)電劑
資料來源:普華有策市場研究中心
1)碳納米管與炭黑相比的優(yōu)勢
碳納米管可以逐漸替代炭黑成為動力鋰電池主流導(dǎo)電劑主要是由于其作為一種新型材料,自身具有更好的基礎(chǔ)性能。相較于炭黑,碳納米管具有更好的導(dǎo)電性能,達(dá)到同樣的導(dǎo)電效果,碳納米管的用量僅為炭黑的1/6~1/2。此外,碳納米管可以使鋰電池循環(huán)過程中保持良好的電子和離子傳導(dǎo),從而可以大幅提升鋰電池的循環(huán)壽命。
碳納米管憑借其較高長徑比的特性,相較于炭黑能夠進(jìn)一步提高鋰電池的倍率性能,并可以通過更少的添加量來提升正極活性物質(zhì)含量,從而提升鋰電池能量密度。
2)碳納米管與炭黑相比的劣勢
較高的價格是現(xiàn)階段碳納米管替代炭黑成為動力鋰電池主流導(dǎo)電劑可能存在的主要障礙。受制于目前單價較高因素的影響,各鋰電池生產(chǎn)企業(yè)對使用碳納米管導(dǎo)電劑依然需要一個逐步接受的過程。未來伴隨市場接受度提升、大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的普及,碳納米管導(dǎo)電劑價格的持續(xù)下降有望加速碳納米管對炭黑的替代進(jìn)程。
2、動力鋰電池對碳納米管導(dǎo)電漿料產(chǎn)品需求分析
(1)全球市場分析
隨著世界各國積極制定傳統(tǒng)燃油車時間表,全球各大車企也在紛紛發(fā)布新能源汽車發(fā)展戰(zhàn)略,去碳化、新能源汽車電動化將成為全面共識,未來幾年全球動力鋰電池市場規(guī)模也將保持高速增長的趨勢。動力鋰電池市場高速增長,將直接帶動碳納米管導(dǎo)電漿料產(chǎn)品的需求量高速增長。2018年全球動力鋰電池用碳納米管導(dǎo)電漿料市場產(chǎn)值同比增長21.2%,達(dá)8.8億元。預(yù)計到2023年,全球動力鋰電池用碳納米管導(dǎo)電漿料市場產(chǎn)值將超45億元,未來五年復(fù)合年均增長率達(dá)40.3%,增長主要來自中國市場需求及日韓動力鋰電池企業(yè)加速對碳納米管導(dǎo)電漿料的導(dǎo)入。
(2)國內(nèi)市場分析
隨著補(bǔ)貼新政的實施,對動力鋰電池能量密度要求會越來越高,而傳統(tǒng)體系的動力鋰電池能量密度瓶頸漸顯,新的動力鋰電池體系則成為電池企業(yè)研發(fā)的重點。目前已經(jīng)突破能量密度瓶頸并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)路線為“高鎳正極+硅基負(fù)極”。由于高鎳三元正極材料及硅基負(fù)極材料的導(dǎo)電性能相對較差,為盡可能降低對動力電池能量密度和循環(huán)壽命的影響,因此需要添加導(dǎo)電性更為優(yōu)異的碳納米管導(dǎo)電劑來提升導(dǎo)電性能及改善循環(huán)壽命,進(jìn)而加速對傳統(tǒng)導(dǎo)電劑的替代。2018年中國動力鋰電池用碳納米管導(dǎo)電漿料市場產(chǎn)值同比增長19.1%,達(dá)8.5億元。預(yù)計到2023年,中國動力鋰電池用碳納米管導(dǎo)電漿料市場產(chǎn)值將超30億元,未來五年復(fù)合年均增長率達(dá)32.0%。
3、碳納米管導(dǎo)電劑在鋰電池行業(yè)的應(yīng)用情況分析
海外市場方面,炭黑類、導(dǎo)電石墨類和VGCF等傳統(tǒng)導(dǎo)電劑在鋰電池中已經(jīng)應(yīng)用多年,技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟,因此海外鋰電池生產(chǎn)企業(yè)依然使用傳統(tǒng)導(dǎo)電劑為主。近年來,在取得中國鋰電池生產(chǎn)企業(yè)認(rèn)可后,我國的碳納米管生產(chǎn)企業(yè)也在積極推進(jìn)碳納米管導(dǎo)電劑在海外市場的應(yīng)用。
在中國市場,目前鋰電池使用碳納米管導(dǎo)電劑已經(jīng)成為市場認(rèn)可且主流的技術(shù)路線,被廣泛應(yīng)用于動力電池及中高端數(shù)碼電池領(lǐng)域。在動力鋰電池領(lǐng)域,2018年碳納米管導(dǎo)電劑的滲透率已達(dá)31.8%。
由于中國目前是世界上最大的鋰電池生產(chǎn)國,因此從全球范圍來看,碳納米管導(dǎo)電劑的使用比例也已經(jīng)達(dá)到相對較高的水平。