2023年中國碳納米管行業技術發展現狀分析

碳納米管，又名巴基管，是一種具有特殊結構(徑向尺寸為納米量級，軸向尺寸為微米量級，管子兩端基本上都封口)的一維量子材料。碳納米管主要由呈六邊形排列的碳原子構成數層到數十層的同軸圓管。層與層之間保持固定的距離，約0.34nm，直徑一般為2-20nm。并且根據碳六邊形沿軸向的不同取向可以將其分成鋸齒形、扶手椅型和螺旋型三種，其中螺旋型的碳納米管具有手性，而鋸齒形和扶手椅型碳納米管沒有手性。

碳納米管作為一維納米材料，重量輕，六邊形結構連接完美，具有許多異常的力學、電學和化學性能。近些年隨著碳納米管及納米材料研究的深入其廣闊的應用前景也不斷地展現出來。

碳納米管行業現狀分析

據中研普華產業研究院發布的《2024-2029年中國碳納米管市場深度分析及發展前景預測報告》分析，碳納米管具有極高的強度和極大的韌性。按理論計算，碳納米管的強度可為鋼的100倍，而密度只有鋼的1/6。碳納米管還有極高的韌性，硬而不脆，當外部施加巨大的壓力時，碳納米管會發生彎曲、打卷絞結的情況，但是不會斷裂;當外力釋放后，碳納米管又將恢復原狀。碳納米管具有良好的電學性能，碳納米管的碳原子以正六邊形的微觀形式組成基礎單元結構，這種結構下共軛效應顯著，電子可以脫離單個碳原子的束縛而在較大范圍內自由運動。理論上碳納米管導電性能僅次于超導體。電子通過碳納米管時不會產生熱量，因此能量損失微小，其導電性能優于常規導電材料。碳納米管具有優異的導熱性能，可以沿管長方向迅速傳導熱量。理論上碳納米管是目前已知的最好的導熱材料，其理論導熱效率約為自然界最好導熱材料金剛石的3-6倍碳納米管化學性質穩定，具有耐酸性和耐堿性。在高分子復合材料中添加碳納米管可以提高材料本身的阻酸抗氧化性能，可以應用于航天、航空、國防、軍工等領域。

相對于傳統導電劑而言，碳納米管具備更好的導電性能。達到同樣的導電效果，碳納米管的用量僅為傳統導電劑的1/6~1/2。此外，碳納米管可以使鋰電池循環過程中保持良好的電子和離子傳導，從而大幅提升鋰電池的循環壽命。現階段，碳納米管憑借其優異的導電性，可以作為一種新型導電劑應用于鋰電池領域，用以提高鋰電池的能量密度，提升鋰電池的循環壽命性能。碳納米管的長徑比、碳純度作為影響導電性的兩個核心指標，直接決定了碳納米管的產品性能，碳納米管管徑越細，長度越長，導電性能越好。

目前，經過多年研究，碳納米管生產企業主要采用了基于化學氣相沉積法(CVD)制備碳納米管的途徑，并初步形成了碳納米管批量制備與應用的重要產業。碳納米管的目前較為成熟的工藝包括流化床工藝、固定床工藝、移動床工藝、浮游催化劑法等。

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