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碳纳米管将成为锂电池领域的主流导电剂(附报告目录)
发布日期:2020-04-05 20:27:39

碳纳米管将成为锂电池领域的主流导电剂(附报告目录)

21世纪是碳的世纪,碳纳米管与其他材料以及其他纳米材料相比,具有更加独特的结构和优异的性能,被称为纳米材料之王。作为一种新型材料,碳纳米管已经在电子、能源、通信、化工、生物、医药、航空航天等领域显示出极具潜力的应用价值。目前碳纳米管主要作为新型导电剂应用于锂电池领域。

相关报告:北京普华有策信息咨询有限公司《2020-2026年碳纳米管行业全景调研及投资前景预测报告

碳纳米管将成为锂电池领域的主流导电剂(附报告目录)(图1)

1、碳纳米管行业在锂电池领域应用情况

1)碳纳米管导电浆料产品在动力锂电池行业应用分析

2018年我国动力锂电池用碳纳米管导电浆料市场规模同比增长30.1%,市场规模高速增长主要原因有:第一,下游动力锂电池市场高速增长,直接带动需求量上升;其次是高能量密度成为动力锂电池市场发展方向,三元动力锂电池2018年产量同比增长118%,达41.6GWh,而三元动力锂电池新型导电剂主要以碳纳米管导电浆料为主,因此成为动力锂电池用碳纳米管导电浆料的主要增长点。

2)碳纳米管在动力锂电池渗透率不断提升

随着碳纳米管导电浆料在动力锂电池领域的不断渗透,将逐渐替代炭黑成为动力锂电池的主流导电剂。预计,2023年我国碳纳米管导电浆料在动力锂电池领域的渗透率将达82.2%,动力锂电池用碳纳米管导电浆料需求量将突破10万吨。

碳纳米管将逐渐替代炭黑成为动力锂电池的主流导电剂

碳纳米管将成为锂电池领域的主流导电剂(附报告目录)(图2)

资料来源:普华有策市场研究中心

1)碳纳米管与炭黑相比的优势

碳纳米管可以逐渐替代炭黑成为动力锂电池主流导电剂主要是由于其作为一种新型材料,自身具有更好的基础性能。相较于炭黑,碳纳米管具有更好的导电性能,达到同样的导电效果,碳纳米管的用量仅为炭黑的1/6~1/2。此外,碳纳米管可以使锂电池循环过程中保持良好的电子和离子传导,从而可以大幅提升锂电池的循环寿命。

碳纳米管凭借其较高长径比的特性,相较于炭黑能够进一步提高锂电池的倍率性能,并可以通过更少的添加量来提升正极活性物质含量,从而提升锂电池能量密度。

2)碳纳米管与炭黑相比的劣势

较高的价格是现阶段碳纳米管替代炭黑成为动力锂电池主流导电剂可能存在的主要障碍。受制于目前单价较高因素的影响,各锂电池生产企业对使用碳纳米管导电剂依然需要一个逐步接受的过程。未来伴随市场接受度提升、大规模产业化的普及,碳纳米管导电剂价格的持续下降有望加速碳纳米管对炭黑的替代进程。

2、动力锂电池对碳纳米管导电浆料产品需求分析

1)全球市场分析

随着世界各国积极制定传统燃油车时间表,全球各大车企也在纷纷发布新能源汽车发展战略,去碳化、新能源汽车电动化将成为全面共识,未来几年全球动力锂电池市场规模也将保持高速增长的趋势。动力锂电池市场高速增长,将直接带动碳纳米管导电浆料产品的需求量高速增长。2018年全球动力锂电池用碳纳米管导电浆料市场产值同比增长21.2%,达8.8亿元。预计到2023年,全球动力锂电池用碳纳米管导电浆料市场产值将超45亿元,未来五年复合年均增长率达40.3%,增长主要来自中国市场需求及日韩动力锂电池企业加速对碳纳米管导电浆料的导入。

2)国内市场分析

随着补贴新政的实施,对动力锂电池能量密度要求会越来越高,而传统体系的动力锂电池能量密度瓶颈渐显,新的动力锂电池体系则成为电池企业研发的重点。目前已经突破能量密度瓶颈并实现产业化的技术路线为“高镍正极+硅基负极。由于高镍三元正极材料及硅基负极材料的导电性能相对较差,为尽可能降低对动力电池能量密度和循环寿命的影响,因此需要添加导电性更为优异的碳纳米管导电剂来提升导电性能及改善循环寿命,进而加速对传统导电剂的替代。2018年中国动力锂电池用碳纳米管导电浆料市场产值同比增长19.1%,达8.5亿元。预计到2023年,中国动力锂电池用碳纳米管导电浆料市场产值将超30亿元,未来五年复合年均增长率达32.0%

3、碳纳米管导电剂在锂电池行业的应用情况分析

海外市场方面,炭黑类、导电石墨类和VGCF等传统导电剂在锂电池中已经应用多年,技术已经相当成熟,因此海外锂电池生产企业依然使用传统导电剂为主。近年来,在取得中国锂电池生产企业认可后,我国的碳纳米管生产企业也在积极推进碳纳米管导电剂在海外市场的应用。

在中国市场,目前锂电池使用碳纳米管导电剂已经成为市场认可且主流的技术路线,被广泛应用于动力电池及中高端数码电池领域。在动力锂电池领域,2018年碳纳米管导电剂的渗透率已达31.8%

由于中国目前是世界上最大的锂电池生产国,因此从全球范围来看,碳纳米管导电剂的使用比例也已经达到相对较高的水平。