动力锂电池用碳纳米管导电浆料产品市场发展状况
思瀚产业研究院 天奈科技    2023-06-07

①动力电池领域对电池性能的需求不断提高，带动碳纳米管导电剂需求提升

随着新能源汽车不断发展，电动车渗透率逐渐提高，消费者对于电动车的续航能力、充电时效等重要性能指标有着更高要求。进一步提高电池能量密度、提升电池充电速率成为各新能源车企未来持续发力的方向。

受益于终端客户对于动力电池扩容、快充等性能升级的需求，上游锂电材料体系也在不断实现加速升级。碳纳米管导电剂相较传统导电剂，具有导电性能好、用量少、导热性强、机械性能优异等多种优势，能够全方位提升电池能量密度、使用寿命、高低温性能、充电倍率等性能，更为契合下游需求。

现阶段，在动力电池领域，三元锂电池和磷酸铁锂电池是最主流的两种技术路线。不论是三元锂电池还是磷酸铁锂电池，碳纳米管导电剂相比于传统导电剂而言，都能够极大地帮助提升电池的各项性能，更好地解决不同技术路线下锂电池的短板问题，是未来高性能锂电池技术发展的必然方向。

其中，三元锂电池在能量密度和续航里程更有优势，但成本相对较高；磷酸铁锂电池在安全性、稳定性、循环寿命以及成本方面更具竞争力，但能量密度与续航里程相对较低。近年来，锂电池厂商一方面通过刀片电池、CTP 封装技术等不断提高磷酸铁锂电池的能量密度，另一方面也通过应用碳纳米管等高效导电剂的方式有效提升了磷酸铁锂电池的导电性能。在此情况下，磷酸铁锂凭借全面提升后的性能以及本身相对于三元材料具有的成本较低、安全性能较高的优势，逐步成为国内动力电池行业的首选。根据GGII 的统计，2022 年，国内动力电池装机量中磷酸铁锂的占比从 2019 年的 33%跃升至 62%，市场占有率大幅提升。

面对磷酸铁锂电池的快速发展，为进一步发挥三元电池的优势并提升三元电池的应用，三元材料也开始逐步向高镍三元方向发展。由于镍主要有助于提高比容量和能量密度，而钴有助于提高电导率和倍率性能，同时钴相对稀缺且价格较高，因此通过高镍低钴能够进一步提升电池的能量密度，降低成本。而由于钴减少导致的导电性问题则可以通过添加高效导电剂解决，在此情况下，碳纳米管等高性能导电剂的需求有望持续提升。

根据 GGII 数据统计，2022 年，我国高镍三元正极材料出货量超过 25.6 万吨，同比增长 68.4%，占三元正极材料总量超 40%。预计 2025 年全球三元正极材料总需求量将达到 253.8 万吨，其中高镍三元正极材料渗透率达到 50%，对应需求量为 126.9 万吨，年复合增长率超过 42%。随着高镍三元正极材料的需求不断提升，碳纳米管导电剂的应用需求也将持续增加。

②锂电池性能升级催生硅基负极等新技术路线不断发展，进一步扩大碳纳米管导电剂应用需求场景

随着新能源汽车市场对动力锂电池能量密度要求逐渐提高，各大电池企业均在寻求新的技术路线以实现电池性能的突破。

在负极材料端，传统的以石墨作为负极材料的技术路线已经接近石墨材料本身理论比容量的上限。为进一步提升电池的能量密度，硅负极被普遍认为是未来发展的方向。硅拥有超过 9 倍于石墨材料的理论比容量，但存在体积膨胀较大的问题，因此目前主要以硅碳掺杂材料为主，例如特斯拉最新开发的 4680 电池就使用硅碳掺杂材料作为负极。为进一步提升硅负极的应用，目前碳纳米管被认为是解决硅负极膨胀性最优的材料。

由于碳纳米管本身具有的一维线状结构，其能够在硅颗粒表面及硅颗粒之间建立点线接触式的高度导电、紧密的连接，在硅负极颗粒体积膨胀并开始出现裂缝时可通过碳纳米管保持良好连接，减少材料破裂，维持负极的稳定。随着硅基负极的发展，碳纳米管导电剂将发挥越来越重要的作用。

根据起点研究院数据统计，2022 年国内硅基负极出货量达 1.7 万吨，同比增长60.4%，占负极材料出货比例为 1.2%。根据起点研究院预计，随着特斯拉 4680 电池的量产以及大圆柱电池的推广应用，预计 2025 年中国硅基负极出货量将超过 15 万吨，年复合增长率达到 106.6%。随着硅基负极应用的逐渐增多，将进一步拉动碳纳米管导电浆料的应用需求。未来，随着市场对于高性能电池需求持续走高，叠加硅基负极等新材料体系及应用技术的逐步成熟，以碳纳米管为代表的新型导电剂需求量将实现快速提升。

③碳纳米管导电剂渗透率快速提升，将逐渐成为动力锂电池的主流导电剂

2022 年，国内动力锂电池市场仍以常规类导电剂（炭黑）为主，市场份额占比超过 60%，而碳纳米管导电剂的占比约为 24%。随着近年来碳纳米管导电剂的产能不断提升，加之头部企业导入验证新型导电剂的进度加快，碳纳米管导电剂凭借持续提高的性价比优势，在动力电池领域的渗透率将不断提升。

据高工产研锂电研究所（GGII）预计，受三元电池高镍化以及硅碳使用量提升、磷酸铁锂电池不断追求能量密度突破等需求带动，加之市场对快充技术的推广与应用的加速，到 2025 年，碳纳米管导电剂在动力电池领域的市场份额占比将超过 60%，成为动力电池领域的主流导电剂。

随着全球锂电池企业加速在动力锂电池领域导入碳纳米管导电浆料，碳纳米管导电浆料的需求量将保持高速增长趋势。根据 GGII 数据，2022 年中国碳纳米管导电浆料出货量为 11.7 万吨，同比增长 50%。根据 GGII 预计，未来五年中国碳纳米管导电浆料市场销量将保持高增长的趋势，到 2025 年中国碳纳米管导电浆料出货量将突破 84 万吨，成为锂电池导电剂领域成长性最高的领域。

数据来源：高工产研锂电研究所（GGII）

综上所述，碳纳米管导电浆料产品在锂电池领域的应用发展将持续保持高速增长态势，需求前景广阔。随着新能源行业的不断发展进步，碳纳米管导电浆料的未来市场容量具有巨大的发展潜力与提升空间。