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瀏覽次數:630次 來源:富安納科技 發布日期:2023.04.20
鋰電池是一類依靠鋰離子在正負極之間穿梭達到充放電目的的化學電池,由于其具有高能量密度、高工作電壓、長循環壽命、大充放電倍率等優勢,已經被廣泛應用于新能源汽車、 計算機、通訊及消費類電子產品以及儲能電池領域。
鋰電池的主要材料包括正極材料、負極材料、電解液、隔膜、導電劑等。導電劑作為一種關鍵輔材,可以增加活性物質之間的導電接觸,提升鋰電池中電子在電極中的傳輸速率,從而提升鋰電池的倍率性能和改善循環壽命。
碳納米管導電劑VS傳統導電劑
傳統的導電劑主要有炭黑類導電劑、導電石墨類導電劑,兩類導電劑都主要依賴進口。另外,炭黑類導電劑又分為SP導電劑,科琴黑導電劑和乙炔黑導電劑,以上導電劑都主要依賴進口。且SP導電劑價格較低,屬于經濟性高的一種,但導電性能相對較差,添加量大,降低正極活性物質占比。而添加量較少的科琴黑導電劑適用于高倍率、高容量型的鋰電池,但是其市場價高,且不宜分散。乙炔黑的吸液性較好,但是容易影響極片壓實性能,且價格昂貴。
碳納米管是鋰離子電池朝高能量發展的合適材料
碳納米管具有高導電性和高縱橫比,有助于形成導電管網絡結構。碳納米管的阻抗為傳統導電劑的一半,添加量為傳統導電劑的六分之一至二分之一之間,是鋰離子電池朝向高能量密度方向發展的合適電極材料。且碳納米管占鋰電池成本極低,且需要持續的升級換代保持高毛利40%-50%,幾乎與隔膜毛利相當,高于正極、負極、電解液。
雖然目前單位鋰電池所需碳納米管的價格是炭黑SP價格1.8至3.5倍,但是我們相信隨著碳納米管技術的不斷更新以及規模的不斷擴大,其價格將會歸于行業平常價。屆時,在同樣的出價條件下,具備更高性能的碳納米導電劑越發受到大眾的青睞。
碳納米管導電劑滲透率提升,有望繼續改變傳統導電劑依賴進口的局面
在碳納米管等新型導電劑出現前,炭黑類、導電石墨類、VGCF等傳統導電劑在鋰電池中已經應用多年,技術相當成熟。市場上主流的傳統導電劑包括SP、乙炔黑、科琴黑、KS、和VGCF等主要來自于美國卡博特、瑞士特密高、日本獅王等企業。這些國外企業控制著傳統導電劑的市場話語權,因此中國鋰電池企業在鋰電池導電劑方面長期處于依賴進口的狀態。
但是,國內在對碳納米管的技術的不斷成熟以及對其的認知日益加深,碳納米管的市場占有率逐年上升,從2014年的13.6增加至2018年的31.8.同時,我們注意到,國內導電劑國產化率也在穩步提高,由2014年的12.9%增加至2018年的31.2。全球絕大多數的鋰電池碳納米管導電劑產能來源于中國。可見,國內導電劑國產化的提高很大程度上離不開國產碳納米管導電劑的作用。碳納米管不僅成為鋰電池用新型導電劑的佼佼者,更是作為改變國內傳統導電劑依賴進口局面的先鋒。
新能源汽車的發展帶動鋰電池需求
碳納米管作為一種新型材料,目前主要作為新型導電劑應用于鋰電池領域,鋰電池行業隨著全球新能源汽車的快速增加而隨之蓬勃。
隨著世界各國積極制定傳統燃油車時間表,全球各大車企業也在紛紛發布新能源汽車發展戰略,新能源汽車產業在全球迅速發展。在全球范圍來看,去碳化、新能源汽車電動化將成為全面共識,全球動力鋰電池市場規模也將在未來幾年保持高速增長的趨勢。預計到2023年,全球新能源汽車產量將達887.5萬輛,未來五年復合年均增長率達35.8%。
2018年全球動力鋰電池出貨量達107GWh,同比增長55.1%。未來幾年,隨著中國新能源汽車雙積分制度的實施,歐盟國家和英國加速汽車電動化,動力鋰電池在新能源汽車終端的驅動下將保持高增長的趨勢。預計到2023年,全球動力鋰電池需求量將達到511GWh,未來五年復合平均增長率達36.7%。
全球市場方面,2018年全球動力鋰電池用碳納米管導電漿料市場產值同比增長21.2%,達9.3億元。預計到2023年,全球動力鋰電池用碳納米管導電漿料市場產值將超48億元,未來五年復合年均增長率達40.3%,增長主要來自中國市場需求及日韓動力鋰電池企業加速對碳納米管導電漿料的導入。
國內市場方面,2018年中國動力鋰電池用碳納米管導電漿料市場產能同比增長19.1%,達8.2億元。預計到2023年,中國動力鋰電池用碳納米管導電漿料市場產值將超30億元,未來五年復合平均增長率達32.0%,隨著碳納米管導電漿料在全球動力鋰電池市場的滲透,中國的占比也將由目前的95%以上逐步降低至70%左右。
2019年碳納米管導電漿料TOP5企業出貨量占比達92.8%。國內企業天奈科技、三順納米(現被卡博特收購)、青島昊鑫等企業位列其中。天奈科技是全球碳納米管龍頭,純度和管徑比均處于業內領先地位,且專利數業內第一。且天奈科技與國內一流鋰電池生產企業合作多年,并在新產品研發和產業化方面建立了穩定而優質的客戶關系。其主要客戶包括比亞迪、新能源科技、寧德時代、孚能科技、欣旺達等國內一流的鋰電企業。
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