新材料行业专题系列报告(一):碳纳米管,优秀的新型导电材料.docx

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1、内容目录碳纳米管是性能优异、具有巨大应用潜力的新材料5碳纳米管:性能稳定的高分子纳米材料5气相沉积法(CVD)是主要生产工艺,催化剂制备是核心难点6比强度最高的人造材料,导电导热和储氢性能良好7大规模商业应用集中在锂电池和导电塑料领域10新能源领域:碳纳米管是优良的锂电池导电剂11导电塑料领域:碳纳米管作为导电填料优势显著13半导体领域:碳纳米管有望发挥巨大的作用14伴新能源和5G之风,碳纳米管迎来高速增长15伴随新能源汽车高速发展,碳纳米管应用渗透率提升165G手机电池高续航要求,碳纳米管导电剂需求增加19电池导电剂国产化替代加速,碳纳米管更有用武之

2、地21国内产能全球领先,技术壁垒下市场集中22中国碳纳米管产能处于世界领先水平22伴随需求端爆发,行业处于良性复苏阶段23催化剂铸就行业高壁垒,国内行业集中度高24分析师承诺25风险提示25证券投资咨询业务的说明25图表目录图1:碳纳米管粉体5图2:单壁碳纳米管和多壁碳纳米管5图3:CVD工艺流程6图4:碳源在催化剂作用下生成碳纳米管6图5:催化剂决定了碳纳米管的长度、直径和管壁数量6图6:碳纳米管规模化生产涉及各种复杂工艺7图7:碳纳米管、金刚石、钢的强度比较(单位:GPa)8图8:碳纳米管具有良好的可弯曲性8图9:基于不同材料的导电剂的EIS阻抗(

3、单位:欧姆)8图10:碳纳米管中可以储存锂离子的缺陷9图11:碳纳米管的应用领域10图12:碳纳米管大规模商业应用的需求结构10图13:碳纳米管大规模商用涉及的领域10图14:碳纳米管产业链11图15:锂电池的主要构成12图16:导电剂在正极活性物质间构建起导电网络12图17:锂电池导电材料4类接触示意图12图18:不同的导电剂以不同的接触方式构建导电网络13图19:导电塑料实物图13图20:导电母粒实物图13图21:碳纤维(CF)在导电塑料中含量的增加会显著改变塑料的力学性能14图22:碳纳米管导电剂以浆料的形式应用到锂电池中15图23:全球碳纳米管

4、导电浆料需求量分析及预测15图24:全球碳纳米管导电浆料产值分析及预测15图25:中国碳纳米管导电浆料产值分析及预测16图26:2014~2023全球新能源汽车产量分析及预测17图27:2014~2023中国新能源汽车产量分析及预测17图28:2014~2023全球动力锂电池需求量分析及预测17图29:2014~2023中国动力锂电池需求量分析及预测17图30:碳纳米管的优异性能能满足动力锂电池的发展需求18图31:三元动力锂电池渗透率18图32:中国动力锂电池导电剂渗透率情况19图33:全球动力锂电池碳纳米管导电浆料产值分析及预测19图34:中国动力

5、锂电池碳纳米管导电浆料产值分析及预测19图35:5G智能手机渗透率将不断提高20图36:同等使用强度下满足续航的4G和5G电池容量(单位:mAh)20图37:中国数码电池用导电剂渗透率情况21图38:全球数码电池碳纳米管导电浆料产值分析及预测21图39:中国数码电池碳纳米管导电浆料产值分析及预测21图40:国产锂电池导电剂占比逐年提升22图41:2018全球碳纳米管粉体产能分布22图42:全球部分碳纳米管龙头企业碳纳米管粉体产能(吨)22图43:碳纳米管行业处于技术成熟度曲线上的良性发展期23图44:碳纳米管导电浆料制备流程24图45:2018年中国碳

6、纳米管导电浆料出货量格局24图46:部分碳纳米管企业碳纳米管导电浆料产能(吨)24表1:生产碳纳米管的不同方法的优劣势对比6表2:各国禁售燃油车时间表16表3:中日韩主要动力锂电池企业新增产能情况17表4:不同导电剂优劣势比较18碳纳米管是性能优异、具有巨大应用潜力的新材料碳纳米管:性能稳定的高分子纳米材料碳纳米管最突出的结构特征是它由单层或多层石墨片围绕同一中心卷曲而成。碳纳米管,英文简称CNT,属于富勒碳系,其长度为微米级,直径为纳米级,最富特征的一维纳米材料。在宏观尺度上看,碳纳米管是黑色粉末,在微观尺度上,碳纳米管是由同轴碳管组成的碳分子。每层

7、碳管由碳原子按六边形密铺而成,与石墨烯的层状结构类似,层与层之间则保持约0.34nm的固定距离。碳纳米管的结构虽然与高分子材料的结构相似,但其结构却比高分子材料稳定得多,是目前已知的熔点最高的材料。图1:碳纳米管粉体资料来源:中国制造网、国信证券研究所整理碳纳米管根据不同的特征分为不同的类别,商业化角度通常按管壁的层数和导电性对其进行分类。按照碳管的层数,碳纳米管可以分成单壁碳纳米管和多壁碳纳米管;就其导电性而言,碳纳米管可以是金属性的,也可以是半导体性的,甚至在同一根碳纳米管上的不同部位也可以呈现出不同的导电性。因而根据导电性质的差异可将其分为金属型

8、碳纳米管和半导体型碳纳米管。图2:单壁碳纳米管和多壁碳纳米管资料来源:《碳纳米管和碳微米管的结

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