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来源:慧正資訊 2025-05-26 14:18
慧正資訊,单壁碳納米管(SWCNT)正在加速进入动力电池领域,近日,日本瑞翁Zeon宣布将向台湾SiAT投資2000万美元(约1.44亿元人民币),扩大Siat的单壁碳納米管导电浆料产能,共同推进单壁碳納米管导电浆料的产业化进程。利用这笔资金,SiAT的目标是到2030年将其导电浆料的年产能扩大到25000吨。同时,Zeon将履行其作为SiAT主要供应商的作用。
全球对锂离子电池的需求在消费应用(如电动汽车、无人机和EVTOL飞机)以及工业领域(包括AI服务器BBU、可再生能源ESS和自动化机器人)中激增。作为下一代电池技术的核心纳米材料,单壁碳納米管在提升能量密度(可达400-500 Wh/kg)和循环寿命(2000次)方面展现独特优势。相较于传统炭黑(导电率10² S/cm)和多壁碳納米管(103-104 S/cm),SWCNT具備更高的本征導電性(105-106 S/cm)、優異機械強度(彈性模量1TPa)和化學穩定性,已成爲高能量密度電池體系的關鍵材料。目前其應用已覆蓋動力電池(電動汽車、eVTOL)、工業儲能(ESS、AI服務器BBU)及消費電子三大領域。
單壁碳納米管可以顯著提高電池能量密度和循環壽命。與炭黑或多壁碳納米管漿料等傳統導電劑不同,單壁碳納米管導電漿料具有優異的導電性、機械強度和化學穩定性,使其在先進的電池配方中越來越重要。
由于高温化学气相沉积(CVD)工艺,单壁碳納米管粉末的大规模生产带来了重大挑战,该工艺需要精确控制催化剂和反应条件,以实现高产量和高纯度。2015年,Zeon公司是全球首家实现单壁碳納米管量产的公司。单壁碳納米管利用其专有的Super Growth技术,生产出具有高纵横比、高纯度和大表面积的SWCNT産品ZEONANO。
应用单壁碳納米管的另一个关键挑战是分散性。单壁碳納米管在水性和非水性介质中往往容易成束且分散性差,这使得它们在电池制造过程中均匀地整合到电极浆料中变得复杂。SiAT团队在电池纳米材料方面拥有20多年的专业知识,为这种合作伙伴关系带来了专有技术,使单壁碳納米管能够均匀分散,制备为电池电极量身定制的稳定导电浆料産品。
自2024年以来,Zeon和SiAT成功合作推出了分散良好的单壁碳納米管导电浆料——LSC2102(基于NMP)和LSC1101(水性)。这些産品经过了电池制造商的严格评估,表明在锂电池正极及负极中加入极少量的SWCNT可以提高能量输出和循环寿命,这对于硅负极和其他高容量、高倍率性能应用尤为重要。
目前市場行情中,單壁碳納米管導電漿料成本已降至$150/kg(2015年$3000/kg),在高端電池中的添加成本占比降至0.5%~1%。隨著主流企業産能釋放,2025年全球單壁碳納米管漿料市場規模預計突破50億元,年複合增長率達68%。在技術叠代與規模效應雙重驅動下,單壁碳納米管有望在2026年前實現全系動力電池的導電劑替代。
在国内市场,天奈科技凭借53.2%的市占率稳居导电浆料龙头地位,其单壁碳納米管浆料产线将于2024年底投产,规划年产能2万吨。技术参数显示,其産品导电率已达6×105 S/cm,浆料固含量提升至5%。
天奈科技碳納米管導電漿料項目基礎施工已基本完成,預計年底可實現一期項目竣工投産。項目總投資15億元,建成後可實現年産2萬噸單壁納米導電漿料及500噸單壁納米功能性材料。江蘇希誠新材料科技有限公司在貴陽息烽縣簽署了年産4700噸單壁、寡壁碳納米管項目的投資協議。甯波烯沃新材料科技有限公司宣布在單壁碳納米管領域取得重大技術突破,成功實現單壁碳納米管的規模化量産,並計劃于2025年內釋放10噸産能。
厦门华碳科技有限公司已实现93%的单壁含量産品量产,管径控制在0.9至1.3纳米之间。今年初,华碳科技完成超亿元A轮融资,目前其单壁碳納米管一期项目正在建设,建成后将年产20吨单壁碳納米管粉体,产值数亿元。
除此之外,萊爾科技在2024年加快推進四川基地碳納米管及導電漿料産業化建設,已具備全流程研發和制備能力。
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