详解锂电池碳纳米管导电剂需求及发展趋势

在国家政策大力推动新能源汽车发展和相关基础设施不断完善的情况下，新能源汽车对燃油车的替代已经成为了汽车产业的发展趋势。当前世界各国大力发展新能源汽车产业，多国政府已经发布了全面替代燃油车的时间表。挪威、芬兰、德国、英国、法国分别宣布在 2025 年、2025 年、2030 年、2040 年、2040年开始全面禁售燃油车。同时，我国也宣布 2035 年将停售燃油车，到 2050 年将全面停止使用燃油车。新能源汽车配套基础设施的不断完善将进一步提升新能源汽车相对燃油车的优势，加速新能源汽车对燃油车的替代速度。我国公共充电桩的数量近年来保持 40%以上的高速增长。随着公共充电设施的不断完善，使用新能源汽车将更加的便利。预计到 2023 年，全球新能源汽车产量将达 887.5万辆，年复合年均增长率达 31.4%。

 

得益于此，未来动力锂电池需求将保持高速增长的态势。国内外主要动力锂电池企业都在产能扩张方面有所布局，以迎接新能源产业快速发展的机遇。预计到 2023 年，全球动力锂电池需求量将达 511GWh，未来五年复合年均增长率达 36.7%。

 

动力锂电池市场的增长和碳纳米管导电剂相对传统导电剂优势的上升分别从 “总量”和“渗透率”两方面驱动碳纳米管需求的增长。

 

第一，动力锂电池出货量的增加直接拉动了锂电池导电剂市场的增长。

 

第二，随着新能源汽车产业的发展，高能量密度和循环寿命成为动力锂电池市场的发展方向，碳纳米管导电剂的优势进一步显现。碳纳米管拥有高长径比和优良的导电性，能够提高锂电池的能量密度和延长电池的循环寿命，顺应了动力锂电池的发展趋势，相较于传统的炭黑类和石墨类导电剂有明显的性能上的优势。虽然石墨烯导电剂也具有导电性优异的特点，但适用范围较碳纳米管局限，主要用于磷酸铁锂电池。而随着消费者对汽车尤其是乘用车的高续航里程、轻量化需求逐步提升，同时新版补贴额度与能量密度挂钩，三元动力锂电池才是动力锂电池的发展趋势，这却不是石墨烯导电剂适用的领域。

 

因此，在动力锂电池往高能量密度、长循环寿命发展以及在三元动力锂电池渗透率不断提升的趋势下，碳纳米管导电剂将越来越受到动力锂电池厂商的青睐。

 

 

第三，新能源汽车动力锂电池对能量密度更高的要求也推动了硅基负极材料的增长，而碳纳米管是与硅基负极更匹配的导电剂。国内市场对动力锂电池能量密度要求逐年提高，2020 年需达到 300Wh/Kg 的目标。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”。与石墨材料类负极相比，硅材料在克容量方面优势明显，硅理论克容量高达4200mAh/g，是石墨材料克容量的十倍。

 

但硅基的导电性能比天然石墨和人造石墨等石墨类负极材料要差，因此需要添加高性能导电剂来提升其导电性能。碳纳米管导电剂相比其他导电剂都具有更强的导电性，能较好地解决硅基负极导电性差的问题，是更匹配的导电剂。随着主要材料企业的技术日趋完善，且相关的电池企业的应用技术逐渐成熟，硅基负极应用将逐渐增多，将进一步提升碳纳米管导电剂的渗透率。