固态电池的核心材料：单壁碳纳米管

      最近，一种叫“单壁碳纳米管”的材料吸引了不少人的注意。听名字可能觉得陌生，但你只要知道它每吨的价格高达1000到1500万元，这就足够让人瞪大眼睛了。这种粉末状的东西不但贵得离谱，还被称为未来市场的“稀缺宝藏”。可别小看它，它的性能和应用领域能让不少行业眼馋。问题是，它太难生产了，导致供不应求，价格居高不下。

        单壁碳纳米管：简单来说，它是一种先进的材料，耐高温、化学稳定性强、用量少但效果大。比如，在锂电池里加一点点，就能提升电池的导电性能，甚至能让电流密度比铜高出1000倍。这听着就很厉害，但这东西最让人叫好的地方是它能提高电池的安全性。现在新能源汽车火得很，车企们都在追求电池的快充性能和安全性，而这玩意儿刚好能解决这些问题。

       2025年，快充技术已经成了新能源汽车行业的新风口。比如4C电池这种快速充电的技术，需要加2%-4%的单壁碳纳米管才能实现目标。而且随着硅基负极的广泛应用，这种材料还能提高导电性，让电池更稳定，容量衰减也能大大减少。说白了，这材料是解决电池难题的一把利器。

       但问题来了，单壁碳纳米管虽然性能逆天，但生产难度也大得吓人。全球范围内，真正能做到吨级生产的企业寥寥无几。首先，技术难度大，生产过程中要想保证材料性能的一致性就非常难。其次，生产成本高，导致它的价格一直居高不下。现在每吨的价格就高达1000到1500万元。

       这种材料虽然贵，但它的应用前景非常广阔。除了电池，单壁碳纳米管在航空航天、电子产品等领域也有很大的作用。谁能成功实现规模化生产，谁就能抢占市场先机。

       2月4日，常州六边形纳米科技宣布：中国首条单壁碳纳米管（SWCNT）产线正式投产，预计2025年量产3-5吨。这是我国首次掌握该材料的吨级制备技术。

       单壁碳纳米管是高端芯片、固态电池的核心材料，此前90%依赖进口。

       根据相关数据，未来几年市场对单壁碳纳米管的需求会呈现爆发式增长。2026年预计市场缺口会达到75吨，而到了2027年，这个数字可能直接飙升到296吨。到时候，供不应求的情况只会更加严重，价格可能还会继续上涨。对于那些需要用它的企业来说，这无疑是个巨大的成本压力。

       目前，俄罗斯OCSiAl处于全球垄断地位，年产75吨规模。欧洲塞尔维亚工厂在建规模60吨/年，以供应欧洲车企为目标。国内方面，天奈科技规划450吨产能，莱尔科技规划了0.38万吨。

      碳纳米管作为一种极具潜力的新型材料，在众多领域展现出了广阔的应用前景。然而，其产业发展并非一帆风顺，面临着诸多壁垒。

      技术研发壁垒

      碳纳米管的制备技术复杂，不同制备方法各有优劣。电弧放电法、激光蒸发法虽能制备出高质量的碳纳米管，但产量低、成本高；化学气相沉积法产量相对较高，却面临产物杂质多、提纯困难的问题。而且，要实现碳纳米管的大规模高质量生产，还需攻克一系列技术难题，如精确控制管径、长度和结构，提高产品的一致性和稳定性。在应用方面，将碳纳米管与不同基体材料复合时，如何解决界面相容性问题，充分发挥碳纳米管的优异性能，也是技术研发的关键挑战。这些技术难题需要长期的研发投入、深厚的技术积累和专业的研发团队才能逐步解决。

      资金投入壁垒

      碳纳米管的研发和生产需要大量资金支持。从研发环节来看，需要投入资金用于购置先进的实验设备、开展基础研究和应用研究。在生产阶段，建设规模化的生产设施、引进先进的生产工艺和设备，以及进行后续的技术改造和升级，都需要巨额资金。此外，碳纳米管产业从技术研发到产品商业化应用周期较长，期间还面临着技术失败和市场不确定性等风险，这对企业的资金实力和持续投入能力提出了很高要求。

      人才壁垒

      碳纳米管产业涉及材料科学、化学工程、物理学等多学科领域，需要具备跨学科知识和技能的专业人才。这些人才不仅要掌握碳纳米管的制备、改性和应用技术，还要具备创新能力和解决实际问题的能力。目前，相关专业人才相对短缺，培养周期长，企业吸引和留住优秀人才的难度较大。拥有一支高素质的专业人才队伍，成为碳纳米管产业发展的重要壁垒之一。

      市场准入壁垒

      碳纳米管产品在进入不同应用市场时，面临着严格的市场准入标准和认证要求。例如，在电子、医疗等对产品质量和安全性要求极高的领域，产品需要通过一系列严格的检测和认证，如电子元器件的可靠性认证、医疗器械的安全性认证等。此外，下游客户对碳纳米管产品的性能和稳定性也有较高要求，往往需要经过长时间的试用和验证才能建立合作关系。新进入企业要在市场中获得认可，需要投入大量时间和资源满足市场准入条件，这也构成了一定的市场准入壁垒。

      规模经济壁垒

      碳纳米管的生产成本与生产规模密切相关。大规模生产可以降低单位产品的生产成本，提高企业的市场竞争力。然而，实现规模经济需要企业具备先进的生产技术、高效的生产管理体系和庞大的市场销售网络。对于新进入企业来说，在初期难以达到经济规模，面临着成本高、利润低的困境，难以与已具备规模优势的企业竞争。

      综上所述，碳纳米管产业壁垒较高，涵盖技术、资金、人才、市场等多个方面。只有突破这些壁垒，企业才能在碳纳米管产业中立足并取得长远发展。

      在碳纳米管产业蓬勃发展的进程中，国内涌现出一批具有领先地位的龙头企业，它们凭借技术、产能和市场等多方面优势，在行业中占据重要地位。

      天奈科技

      天奈科技于 2011 年在江苏省镇江市成立，并在 2019 年成功上市，是国内碳纳米管领域的领军企业，市场占有率接近 50% 。公司主要从事纳米级碳材料的研发、生产及销售，主营产品为碳纳米管导电浆料，占营收的 97%，还有少量碳纳米管粉体等 。

技术层面，天奈科技是最早成功将碳纳米管以浆料形式导入锂电池的企业之一，推动了碳纳米管在锂电池领域的广泛应用。公司拥有多项核心专利技术，包括催化剂生产技术、碳纳米管粉体制备技术等，构建起一体化的竞争壁垒。目前已形成导电性能不断提升的三代碳纳米管相关产品，是全球范围内仅有的能够规模化生产单壁碳纳米管的极少数企业之一，第四代碳纳米管浆料（单、多壁复合）在 2024 年第四季度实现万吨级出货 。其单壁碳纳米管产品在性能上与国际竞争对手 OCSiAl 的 Tuball 相当，部分性能指标甚至存在代际差异，最新一代产品在高压实、高容量密度、硅碳负极、快充等技术路线上，对电池性能提升明显。

市场方面，天奈科技与国内外一流的锂电池生产企业建立了稳定合作关系，客户涵盖比亚迪、ATL（新能源科技）、CATL（宁德时代）等 。在固态电池领域，公司产品已应用多年，绝大部分研究及开发类固态、半固态、全固态的电池厂商都是其客户，单壁及相关复合产品已有百吨订单。海外市场也有所突破，日本头部动力电池客户扣电测试已通过，韩国头部动力电池客户测试通过待供货，在部分中小客户中已实现小批量供货且供货量逐步扩大，目前单壁管粉体和浆料供不应求，公司正进行产能扩张，预计 2025 年底建成 10 吨 / 月的产能 。

      道氏技术

      道氏技术在碳纳米管领域也成绩斐然。公司聚焦新材料业务，形成了 “锂电材料 + 陶瓷材料 + 碳材料” 的业务结构 。在碳纳米管方面，道氏技术的单壁管粉体产品从下游客户反馈的测试和应用结果来看，性能在纯度、比表面积、GD 值等方面与进口单壁管相当，在杂质金属元素含量等指标上更具优势 。在单壁管浆料方面，采用自研分散剂，在粘度、固含量等指标上优于进口单壁管浆料，已向下游固态电池厂商供货，并积极布局新的产能计划 。公司还全力拓展新能源赛道，硅基负极已实现小批量供货，未来产能将进一步扩张，硅碳负极送样涵盖头部数码类、动力类和消费类电芯厂商达 30 余家，已向某固态电池厂商小批量供货，也送样给太蓝、盟固利等主流固态电池厂商 。

      无锡东恒新能源科技有限公司

      无锡东恒新能源科技有限公司在碳纳米管领域同样具备一定实力。目前，其已规划了 300 吨的单壁碳纳米管产能 ，积极布局单壁碳纳米管市场。在技术研发上，东恒新能源不断投入资源，致力于提升碳纳米管的制备技术，提高产品质量和生产效率。在市场拓展方面，公司积极与下游电池企业开展合作，努力提升自身产品的市场份额。尽管与天奈科技、道氏技术相比，市场知名度可能稍逊一筹，但凭借在单壁碳纳米管产能上的布局以及对技术研发的重视，未来有望在碳纳米管市场中占据更重要的地位。

      深圳市德方纳米科技股份有限公司

      深圳市德方纳米科技股份有限公司在碳纳米管领域也有涉足。德方纳米专注于纳米材料的研发和生产，在锂电池材料领域拥有深厚的技术积累。公司凭借自身在材料科学领域的技术优势，不断探索碳纳米管在锂电池中的应用，研发出一系列与碳纳米管相关的产品。虽然其业务重点并非单纯的碳纳米管生产，但在碳纳米管与锂电池材料的复合应用方面取得了一定成果，通过与自身其他锂电池材料产品的协同发展，为公司在锂电池材料市场赢得了一席之地，也在一定程度上推动了碳纳米管在锂电池行业的应用和发展 。

这些龙头企业凭借自身的技术、市场和产能优势，在碳纳米管产业发展中发挥着引领作用，推动着行业技术进步和市场拓展，也为我国摆脱碳纳米管材料进口依赖、实现产业自主可控做出重要贡献。随着行业的发展，它们有望在更多领域实现突破，进一步提升在全球碳纳米管市场的竞争力。

      另外，还有其他相关企业如下：

     捷邦科技：公司有一条2万吨规模的碳纳米管导电浆料成熟产线。

     佛塑科技：在碳纳米管相关的功能材料研发和生产方面有技术积累。

     博迁新材：在碳纳米管等新型材料领域有相关的技术储备和业务探索。

     莱尔科技：年产3800吨碳纳米管及3.8万吨碳纳米管导电浆料项目部分产线于2024年9月在眉山试产。

     新开源：公司的PVP产品作为碳纳米管正极导电剂的分散剂使用。

     拓邦股份：产品有碳纳米管、碳纳米管导电剂及石墨烯。

     长信科技：公司导电浆料分纯碳纳米管导电浆料和石墨烯复合导电浆料。

     沃特股份：已经向客户批量提供碳纳米管复合材料。

     芯瑞达：公司的PVP产品用途广泛，在新能源领域主要作为碳纳米管分散剂使用。

文章来源：好汉财经论、财经锦囊计、电池关键材料