詳解鋰電池碳納米管導(dǎo)電劑需求及發(fā)展趨勢(shì)
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-09-10 11:49
點(diǎn)擊量：次
碳納米管屬于一維納米材料，具有高強(qiáng)度和高導(dǎo)電導(dǎo)熱性的優(yōu)秀性能，其下游應(yīng)用主要涵蓋新能源汽車產(chǎn)業(yè)、3C 數(shù)碼產(chǎn)業(yè)、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)、電力基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域。碳納米管的大規(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%。據(jù)測(cè)算，目前超過 75%的需求來自鋰電池導(dǎo)電劑領(lǐng)域。產(chǎn)業(yè)鏈化工上游主要是丙烯、液氮；下游應(yīng)用于鋰電池服務(wù)新能源汽車產(chǎn)業(yè)和 3C 數(shù)碼產(chǎn)業(yè)，應(yīng)用于導(dǎo)電塑料，服務(wù)電力基礎(chǔ)設(shè)施、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)等。工業(yè)化生產(chǎn)碳納米管常用化學(xué)氣相沉積法（CVD 法），其中的催化劑制備環(huán)節(jié)以及碳納米管的大規(guī)模制備是碳納米管工業(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)難點(diǎn)。
鋰電池領(lǐng)域：利用碳納米管杰出的導(dǎo)電性能，可以制備優(yōu)良的鋰電池導(dǎo)電劑。實(shí)際使用過程中，通過提高鋰電池正負(fù)極導(dǎo)電性進(jìn)而增強(qiáng)鋰電池的能量密度和循環(huán)壽命。目前碳納米管在鋰電池導(dǎo)電劑中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。
導(dǎo)電塑料領(lǐng)域：同樣利用碳納米管的導(dǎo)電性能，與工程塑料混合后可以制成兼具導(dǎo)電性和塑料特性的導(dǎo)電塑料，被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、防靜電材料和電磁屏蔽等領(lǐng)域。
伴新能源和 5G 之風(fēng)，碳納米管迎來高速增長(zhǎng)
新能源汽車普及和5G換機(jī)潮拉動(dòng)鋰電池碳納米管導(dǎo)電劑需求。在鋰電池行業(yè)，碳納米管導(dǎo)電劑最終以漿料的形式被交付到鋰電池制造商手中。隨著新能源汽車的普及率提高和 5G 手機(jī)推廣引發(fā)換機(jī)潮，鋰電池行業(yè)將迎來蓬勃發(fā)展的機(jī)遇，拉動(dòng)對(duì)鋰電池導(dǎo)電漿料的需求；而新能源汽車和 5G 手機(jī)對(duì)鋰電池的能量密度和循環(huán)壽命的要求不斷提高，將進(jìn)一步凸顯碳納米管導(dǎo)電漿料的優(yōu)勢(shì)，加速在導(dǎo)電劑中的滲透。
在國(guó)家政策大力推動(dòng)新能源汽車發(fā)展和相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善的情況下，新能源汽車對(duì)燃油車的替代已經(jīng)成為了汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。當(dāng)前世界各國(guó)大力發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)，多國(guó)政府已經(jīng)發(fā)布了全面替代燃油車的時(shí)間表。挪威、芬蘭、德國(guó)、英國(guó)、法國(guó)分別宣布在 2025 年、2025 年、2030 年、2040 年、2040年開始全面禁售燃油車。同時(shí)，我國(guó)也宣布 2035 年將停售燃油車，到 2050 年將全面停止使用燃油車。新能源汽車配套基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善將進(jìn)一步提升新能源汽車相對(duì)燃油車的優(yōu)勢(shì)，加速新能源汽車對(duì)燃油車的替代速度。我國(guó)公共充電樁的數(shù)量近年來保持 40%以上的高速增長(zhǎng)。隨著公共充電設(shè)施的不斷完善，使用新能源汽車將更加的便利。預(yù)計(jì)到 2023 年，全球新能源汽車產(chǎn)量將達(dá) 887.5萬輛，年復(fù)合年均增長(zhǎng)率達(dá) 31.4%。
得益于此，未來動(dòng)力鋰電池需求將保持高速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。國(guó)內(nèi)外主要?jiǎng)恿︿囯姵仄髽I(yè)都在產(chǎn)能擴(kuò)張方面有所布局，以迎接新能源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的機(jī)遇。預(yù)計(jì)到 2023 年，全球動(dòng)力鋰電池需求量將達(dá) 511GWh，未來五年復(fù)合年均增長(zhǎng)率達(dá) 36.7%。
動(dòng)力鋰電池市場(chǎng)的增長(zhǎng)和碳納米管導(dǎo)電劑相對(duì)傳統(tǒng)導(dǎo)電劑優(yōu)勢(shì)的上升分別從 “總量”和“滲透率”兩方面驅(qū)動(dòng)碳納米管需求的增長(zhǎng)。
第一，動(dòng)力鋰電池出貨量的增加直接拉動(dòng)了鋰電池導(dǎo)電劑市場(chǎng)的增長(zhǎng)。
第二，隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，高能量密度和循環(huán)壽命成為動(dòng)力鋰電池市場(chǎng)的發(fā)展方向，碳納米管導(dǎo)電劑的優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步顯現(xiàn)。碳納米管擁有高長(zhǎng)徑比和優(yōu)良的導(dǎo)電性，能夠提高鋰電池的能量密度和延長(zhǎng)電池的循環(huán)壽命，順應(yīng)了動(dòng)力鋰電池的發(fā)展趨勢(shì)，相較于傳統(tǒng)的炭黑類和石墨類導(dǎo)電劑有明顯的性能上的優(yōu)勢(shì)。雖然石墨烯導(dǎo)電劑也具有導(dǎo)電性優(yōu)異的特點(diǎn)，但適用范圍較碳納米管局限，主要用于磷酸鐵鋰電池。而隨著消費(fèi)者對(duì)汽車尤其是乘用車的高續(xù)航里程、輕量化需求逐步提升，同時(shí)新版補(bǔ)貼額度與能量密度掛鉤，三元?jiǎng)恿︿囯姵夭攀莿?dòng)力鋰電池的發(fā)展趨勢(shì)，這卻不是石墨烯導(dǎo)電劑適用的領(lǐng)域。
因此，在動(dòng)力鋰電池往高能量密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命發(fā)展以及在三元?jiǎng)恿︿囯姵貪B透率不斷提升的趨勢(shì)下，碳納米管導(dǎo)電劑將越來越受到動(dòng)力鋰電池廠商的青睞。
第三，新能源汽車動(dòng)力鋰電池對(duì)能量密度更高的要求也推動(dòng)了硅基負(fù)極材料的增長(zhǎng)，而碳納米管是與硅基負(fù)極更匹配的導(dǎo)電劑。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)動(dòng)力鋰電池能量密度要求逐年提高，2020 年需達(dá)到 300Wh/Kg 的目標(biāo)。傳統(tǒng)體系的動(dòng)力鋰電池能量密度瓶頸漸顯，新的動(dòng)力鋰電池體系則成為電池企業(yè)研發(fā)的重點(diǎn)。目前已經(jīng)突破能量密度瓶頸并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)路線為“高鎳正極+硅基負(fù)極”。與石墨材料類負(fù)極相比，硅材料在克容量方面優(yōu)勢(shì)明顯，硅理論克容量高達(dá)4200mAh/g，是石墨材料克容量的十倍。
但硅基的導(dǎo)電性能比天然石墨和人造石墨等石墨類負(fù)極材料要差，因此需要添加高性能導(dǎo)電劑來提升其導(dǎo)電性能。碳納米管導(dǎo)電劑相比其他導(dǎo)電劑都具有更強(qiáng)的導(dǎo)電性，能較好地解決硅基負(fù)極導(dǎo)電性差的問題，是更匹配的導(dǎo)電劑。隨著主要材料企業(yè)的技術(shù)日趨完善，且相關(guān)的電池企業(yè)的應(yīng)用技術(shù)逐漸成熟，硅基負(fù)極應(yīng)用將逐漸增多，將進(jìn)一步提升碳納米管導(dǎo)電劑的滲透率。
聲明： 本網(wǎng)站所發(fā)布的文章，均來自于互聯(lián)網(wǎng)，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系刪除。
