趨勢研判！2025年中國單壁碳納米管行業(yè)市場規(guī)模、業(yè)布局、產(chǎn)業(yè)鏈及未來趨勢分析：越來越多企業(yè)布局單壁碳納米管，規(guī)模不斷壯大[圖]

內(nèi)容概要：碳納米管為管狀的納米級石墨晶體，是單層或多層的石墨烯層圍繞中心軸按一定的螺旋角卷曲而成的無縫納米級管狀結(jié)構(gòu)。碳納米管一般分為單壁碳納米管、多壁碳納米管，兩者盡管有明顯的共性，但由于結(jié)構(gòu)上的差異，單壁碳納米管和多壁碳納米管的物理性質(zhì)存在顯著差異。單壁碳納米管比表面積高，有著極細的管徑和超長的管長，更好的石墨化程度等理化特征，使其具有多壁碳納米管不具備的諸多優(yōu)異性能，導電效率也超過多壁碳納米管十倍以上。單壁碳納米管應用領域包括鋰電池、固態(tài)電池等新能源電池及電子器件、復合材料等領域。近幾年，隨著大圓柱和固態(tài)電池逐步量產(chǎn)，單壁碳納米管正迎來放量階段。目前高性能穩(wěn)定的單壁碳納米管處于供不應求狀態(tài)，各廠商加緊布局，2024年全球單壁碳納米管漿料市場規(guī)模約為16億元，預計到2030年全球市場規(guī)模將達178億元，單壁碳納米管未來前景廣闊。

上市企業(yè)：天奈科技（688116）、道氏技術(shù)（300409）、捷邦科技(301326.SZ)、寧德時代(300750)、比亞迪(002594)、億緯鋰能(300014)

相關企業(yè)：江蘇天奈科技股份有限公司、廣東道氏技術(shù)股份有限公司、無錫東恒新能源科技有限公司、常州六邊形納米科技有限公司、廈門華碳科技有限公司、江蘇華永烯科技有限公司、卡博特高性能材料（深圳）有限公司、江蘇恒流科技有限公司、武漢市碳翁科技有限公司、捷邦精密科技股份有限公司、山東碳尋新材料有限公司

關鍵詞：單壁碳納米管、碳納米管、鋰電池導電劑

一、單壁碳納米管相關概述

碳納米管為管狀的納米級石墨晶體，是單層或多層的石墨烯層圍繞中心軸按一定的螺旋角卷曲而成的無縫納米級管狀結(jié)構(gòu)。碳納米管一般分為單壁碳納米管、多壁碳納米管，兩者盡管有明顯的共性，但由于結(jié)構(gòu)上的差異，單壁碳納米管和多壁碳納米管的物理性質(zhì)存在顯著差異。

單壁碳納米管比表面積高，有著極細的管徑和超長的管長，更好的石墨化程度等理化特征，使其具有多壁碳納米管不具備的諸多優(yōu)異性能，導電效率也超過多壁碳納米管十倍以上。具體為：1）安全性能優(yōu)：在45°C高溫多周循環(huán)下，添加單壁碳納米管的軟包電池內(nèi)阻增長，明顯低于添加其他導電劑的電池，表明電池著火風險越小。2）提升極片附著力：單壁碳納米管網(wǎng)絡將正極材料顆粒連在一起，從而提高了顆粒之間的連接強度。而這一特性對于易粉化、易脫落的硅基負極而言尤為重要。3）結(jié)構(gòu)簡單、化學性質(zhì)穩(wěn)定：多壁碳納米管形成過程中層與層之間容易成為陷阱中心而捕獲各種缺陷，而單壁碳納米管結(jié)構(gòu)簡單、均勻一致性好，且缺陷少、化學性質(zhì)穩(wěn)定。4）添加量少、導電性優(yōu)：由于單壁碳納米管長度-直徑比較高，其能夠在極低添加量下形成三維導電網(wǎng)絡。同時，單壁碳納米管有一層碳原子，并根據(jù)空間的螺旋特性可表現(xiàn)出金屬或半導體性能。此外，其強大的碳碳鍵使得其能夠有更高的載流量，電流密度能夠高于銅等金屬1000倍以上。5）彈性好、機械性能高：單壁碳納米管具有更強的柔韌性，能夠更好的彎曲、扭曲或扭結(jié)，其彈性模量和抗拉強度顯著優(yōu)于多壁碳納米管。6）導熱性好：單壁碳納米管的單位質(zhì)量導熱系數(shù)高于多壁碳納米管，同時二者都能夠承受750°C以上的高溫。

相關報告：智研咨詢發(fā)布的《2025年中國單壁碳納米管行業(yè)市場運行態(tài)勢及發(fā)展趨向研判報告》

二、單壁碳納米管市場現(xiàn)狀

1、單壁碳納米管制造工藝

單壁碳納米管的生產(chǎn)工藝包括電弧法、激光燒蝕法、CVD化學氣相沉積法等。電弧放電法是最早用于制備碳納米管的方法之一。通過在惰性氣體氛圍中，利用電弧放電產(chǎn)生的高溫使碳源蒸發(fā)并形成碳納米管。研究人員通過優(yōu)化電弧放電的工藝參數(shù)，如電流、電壓、氣氛等，提高了單壁碳納米管的產(chǎn)率和質(zhì)量。激光燒蝕法是利用高能量的激光束照射碳靶，使其蒸發(fā)并形成碳納米管。與電弧放電法相比，激光燒蝕法可以制備出管徑分布更窄、結(jié)構(gòu)更均勻的單壁碳納米管。此外，通過控制激光的參數(shù)和反應氣氛，還可以實現(xiàn)對碳納米管手性的一定程度的控制。CVD法是目前制備單壁碳納米管最常用的方法之一。該方法通過在高溫下，使碳源氣體在催化劑的作用下分解并形成碳納米管。CVD法具有成本低、可大規(guī)模制備等優(yōu)點，并且可以通過選擇不同的催化劑和反應條件來控制碳納米管的管徑、長度和手性。近年來，研究人員在CVD法的基礎上發(fā)展了多種新型的制備技術(shù)，如浮動催化劑CVD法、等離子體增強CVD法等，進一步提高了單壁碳納米管的制備效率和質(zhì)量。

2、單壁碳納米管相關政策

政策層面，自“十四五”以來，國家及地方政府對戰(zhàn)略性新材料給予重點支持，單壁碳納米管被列為若干省市的重點培育新材料品類。2023年12月，發(fā)改委發(fā)布了《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導目錄（2024年本）》，將碳納米管、碳納米管導電液等關鍵材料納入鼓勵類目錄。2024年12月，工信部等四部門發(fā)布了《標準提升引領原材料工業(yè)優(yōu)化升級行動方案（2025—2027年）》，提出重點開展超材料、超導材料、單/雙壁碳納米管等前沿新材料標準制修訂。產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同、試點示范項目和標準體系建設有望加速落地，為企業(yè)提供更加穩(wěn)定的發(fā)展環(huán)境。

3、單壁碳納米管市場規(guī)模

隨著大圓柱和固態(tài)電池逐步量產(chǎn)，單壁碳納米管正迎來放量階段。目前高性能穩(wěn)定的單壁碳納米管處于供不應求狀態(tài)，各廠商加緊布局，2024年全球單壁碳納米管漿料市場規(guī)模約為16億元，預計到2030年全球市場規(guī)模將達178億元，單壁碳納米管未來前景廣闊。

三、單壁碳納米管產(chǎn)業(yè)鏈

單壁碳納米管行業(yè)的上游行業(yè)包括設備供應商和原材料供應商兩大類。其中，設備供應商主要提供各類工具、機器設備等；主要原材料包括NMP、丙烯、分散劑、液氮等產(chǎn)品，原材料的價格與品質(zhì)直接影響到單壁碳納米管生產(chǎn)成本與質(zhì)量，中游為單壁碳納米管生產(chǎn)，下游為單壁碳納米管應用，應用領域包括鋰電池、固態(tài)電池等新能源電池及電子器件、復合材料等領域。

在新能源電池領域，碳納米管最具代表性的應用是作為鋰離子電池導電劑。目前常用的導電劑主要包括炭黑類、導電石墨類、VGCF（氣相生長碳纖維）、碳納米管以及石墨烯等，前三者為傳統(tǒng)導電劑，后兩者為新型導電劑，其中單壁碳納米管和石墨烯尚未大規(guī)模工業(yè)化應用，多壁碳納米管已經(jīng)是常用的導電劑。傳統(tǒng)導電劑如炭黑，在形成導電通路時通常需要較高的添加量，容易造成極片密度下降、電導率分布不均等問題。而碳納米管由于具有優(yōu)異的電導性能和長徑比，可以在極低的添加量下就形成穩(wěn)定的三維導電網(wǎng)絡，有效連接活性材料顆粒，提高整體電子傳輸效率，降低極片的電阻和界面阻抗，從而實現(xiàn)更快的電化學反應動力學。其中的單壁碳納米管，因在導電性能提升、降低產(chǎn)品重量等方面表現(xiàn)更佳，將打開行業(yè)新的產(chǎn)品周期。

隨著新能源汽車及儲能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，鋰電池出貨量持續(xù)攀升，對導電劑的需求也不斷增加。2024年中國鋰電池用導電劑（折合為粉體）總出貨量5.2萬噸，同比增長13%。從鋰電池用導電劑產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看，炭黑導電劑市場占比74.7%，同比下降7.7個百分點；碳納米管產(chǎn)品占比18.4%，同比增長8個百分點。

對于下一代硅基負極電池，單壁碳納米管是不可或缺的導電劑材料。硅基負極電池需要高導電性的材料來彌補硅本身極低的電子電導率。由于硅與電解液在電極界面上容易發(fā)生副反應，生成厚且電阻高的SEI層，這不僅消耗了活性鋰還會增加內(nèi)阻，因此需要碳包覆來保護硅。然而，多壁碳納米管的長徑比低、剛性大，容易刺破碳包覆層，使硅暴露在電解液中引發(fā)副反應。相比之下，單壁碳納米管的長徑比高、柔軟性好，能夠更好地維持硅碳包覆結(jié)構(gòu)。

硅基負極具有遠超石墨的理論比容量，被業(yè)界普遍視為最有前景的下一代鋰電池負極材料。傳統(tǒng)石墨負極材料在能量密度方面已接近其發(fā)展極限。石墨負極材料的理論比容量為372mAh/g，目前實際產(chǎn)品的比容量可以達到360mAh/g，比容量性能已趨于其理論最大值，基本達到極限水平。而硅材料的理論比容量高達4200mAh/g，超過傳統(tǒng)石墨材料的10倍?！肮杌摌O+高鎳正極”的配合使用可以為鋰電池帶來20%-50%的能量密度提升，因此，硅基負極在提高動力電池高能量密度性能上有著巨大的應用潛力。近年來，硅基負極材料在（大）圓柱電池、（半）固態(tài)電池的帶動下增長明顯，出貨量由2019年的0.4萬噸增長至2024年的約7萬噸，硅基負極電池放量，單壁碳納米管將受益。

四、單壁碳納米管企業(yè)格局

單壁碳納米管的產(chǎn)業(yè)化難點包括規(guī)?；统杀局苽?、產(chǎn)品性能指標精準調(diào)控以及均一穩(wěn)定的導電漿料制備等等。當前單壁碳納米管連續(xù)化生產(chǎn)產(chǎn)能仍然較低，尤其是高品質(zhì)的產(chǎn)品，核心在于如何穩(wěn)定的控制溫場和流場，使其達到較理想的碳原子成核生長條件等。目前全球能實現(xiàn)單壁碳納米管規(guī)?；a(chǎn)（噸級以上）只有OCSiAl、天奈科技、道氏技術(shù)等少數(shù)幾家企業(yè)，其余大部分都處在中試或小試階段。總部位于盧森堡的OCSiAl是全球最大的單壁碳納米管供應商，擁有相對成熟的產(chǎn)業(yè)化系統(tǒng)，其產(chǎn)品已被應用于電池導電劑、復合材料增強劑、功能性涂層等多個方向。天奈科技則代表了國內(nèi)在該領域最早實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化落地的力量，擁有較強的產(chǎn)品系列化能力與客戶覆蓋基礎。

五、單壁碳納米管發(fā)展趨勢

未來，單壁碳納米管行業(yè)將呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢：（1）生產(chǎn)工藝將不斷優(yōu)化。隨著技術(shù)不斷進步，單壁碳納米管生產(chǎn)工藝將不斷優(yōu)化，產(chǎn)品質(zhì)量和性能將進一步提升，技術(shù)的突破將使其應用范圍進一步擴大。（2）市場規(guī)模持續(xù)擴大。受益于新能源汽車市場的快速發(fā)展以及新型電池技術(shù)的不斷推進，單壁碳納米管行業(yè)市場規(guī)模有望持續(xù)保持快速增長，在此帶動下，碳納米管導電劑在鋰電池領域的滲透率將進一步提升。（3）行業(yè)集中維持高位。由于單壁碳納米管行業(yè)技術(shù)壁壘高，新進入者面臨較大的技術(shù)挑戰(zhàn)和資金壓力。因此，預計行業(yè)集中度將維持在較高水平，龍頭企業(yè)將繼續(xù)憑借技術(shù)優(yōu)勢和市場先發(fā)優(yōu)勢，占據(jù)較大的市場份額。

以上數(shù)據(jù)及信息可參考智研咨詢（elizabethfrankierollins.com）發(fā)布的《2025年中國單壁碳納米管行業(yè)市場運行態(tài)勢及發(fā)展趨向研判報告》。智研咨詢是中國領先產(chǎn)業(yè)咨詢機構(gòu)，提供深度產(chǎn)業(yè)研究報告、商業(yè)計劃書、可行性研究報告及定制服務等一站式產(chǎn)業(yè)咨詢服務。您可以關注【智研咨詢】公眾號，每天及時掌握更多行業(yè)動態(tài)。