8月24日,广东莱尔新材料科技股份有限公司(以下简称“莱尔科技”)公告,投资年产3800吨碳纳米管及3.8万吨碳纳米管导电浆料项目,投资金额约10亿元-15亿元,总工期24个月,预计项目全部建成投产后年产值达15亿元-25亿元。资料显示,莱尔科技主营业务为功能性材料及其应用产品的研发、生产和销售。其中,功能性材料可分为胶膜材料、涂碳箔和家电装饰薄膜材料;涂碳箔材料是锂离子电池的关键材料,应用产品主要为 FFC、LED 柔性线路板,可被广泛应用于消费电子、新能源汽车、锂离子电池、LED照明、半导体、家电等领域。
理想的锂电池导电剂
公告显示,碳纳米管作为新型导电剂可应用于锂电池领域,对改善电池导电性能、容量发挥、倍率性能和循环性能有着重要的作用,特别是在“高镍正极+硅基负极”体系中,碳纳米管能同时解决导电率低、硅碳负极热膨胀等关键问题,是提高电池能量密度的有效手段。
基于其优异的性能,碳纳米管将逐步替代炭黑等传统导电剂成为动力锂电池的主流导电剂。
碳纳米管为管状的纳米级石墨晶体,是单层或多层的石墨烯层围绕中心轴按一定的螺旋角卷曲而成的无缝纳米级管状结构。相较于传统导电剂而言,碳纳米管具备更好的导电性能。
在同等导电效果下,碳纳米管导电剂的用量仅为传统导电剂的1/6至1/2,大大提高锂电池的能量密度。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,从而大幅提升锂电池的循环寿命。
根据国信证券据预测,2025 年全球碳纳米管导电浆料市场需求为 59 万吨,市场空间达到 224 亿元。
国内自主企业如天奈科技、青岛昊鑫、三顺纳米抢先布局碳纳米管赛道。随着动力池市场向巨头企业集中,具有核心竞争优势的碳纳米管龙头企业市场份额也在不断提升,行业呈现集中度高的特点。
碳纳米管还可用于芯片
据了解,碳纳米管还可应用于导电塑料、碳基芯片,仅导电塑料领域,预测 2025 年全球市场空间超 60 亿元,未来发展空间大。
我国较早研究碳纳米管的清华大学教授魏飞表示,碳纳米管生长过程类似于生物进化,起初是混乱的。一旦发生变异将产生缺陷,导致碳纳米管中止生长。目前已经找到有效的方法,可以控制住碳纳米管的属性及缺陷程度。实验室已经实现了650㎜、4英寸的碳纳米管生长。
魏飞教授表示,由于碳纳米管具备高强度、高韧性、高效、化学稳定性以及碳原材料制备的成本相对较低等特征,控制好其结构,可以使之成为高端芯片及传感材料。
“目前我国碳纳米管性能在全球范围内名列前茅,只可惜目前我国的半导体工业无法跟上,因此碳纳米管应用于芯片仍然存在难度。”魏飞教授表示。