碳纳米管行业报告：优秀的新型导电材料（27页）

行业报告下载 2020年08月07日 08:53 管理员

从实验室制备到大规模工业化生产，还需要解决多层次工程科学耦合和关联的问题，具有较高的技术壁垒。实验室碳纳米管生长是在一个较小的反应器中以毫克或克量级的规模进行,此时反应器内的热量和质量输运并不存在显著瓶颈, 传递和反应的耦合不显著,主要问题集中在催化生长过程中碳纳米管的结构控制以及碳纳米管之间的相互作用关系方面。但是在工业化过程中，要求碳纳米管在一个千吨级的工业反应器中大规模生长时，则需考虑原子尺度、纳米尺度、介观尺度、反应器尺度、工厂尺度和生态尺度等多层次工程科学的耦合和关联。以反应器尺度为例，因为碳纳米管产品从形态上看并不是一种均匀的物质,欲实现碳纳米管这一类新型纳米材料工业生长反应器的设计,还需要工程基础研究的创新结合。

优异的导热性：碳纳米管具有极高的导热率，室温下导热率是金刚石的 2 倍，是目前已知的最好的导热材料。此外，碳纳米管轴向方向的热交换性能很高，径向方向的热交换性能则较低，通过合适的取向，碳纳米管可以合成各向异性高的热传导材料。 5）储氢性能良好：碳纳米管本身具有高比表面积，再经过处理后具有优异的储氢能力。 6）优越的嵌锂特性：碳纳米管的中空管腔、管与管之间的间隙、管壁中层与层之间的空隙及管结构中的各种缺陷，为锂离子提供了丰富的存储空间和运输通道。碳纳米管凭借多种优异的性能被应用到锂电池导电剂、导电塑料、透明导电膜、超级电容器、导电墨水、高强度“超级纤维”等多种产品或材料当中，应用领域涵盖新能源汽车、3C 数码、半导体、光伏发电、航天航空、国防军工等众多领域。

尽管碳纳米管独特的性能赋予其在多领域应用的潜力，但透明导电膜、超级电容器、导电墨水等新型产品的生产工艺仍未成熟，而高强度“超级纤维”等材料主要小范围应用于航空航天、军工等高精尖行业，因此上述产品或材料距离大面积工业商用仍需一段较长的时间。目前，商业化且大规模应用的领域主要集中于锂电池导电剂和导电塑料。据测算，目前超过 75%的需求来自锂电池导电剂领域。产业链化工上游主要是丙烯、液氮；下游应用于锂电池服务新能源汽车产业和 3C 数码产业，应用于导电塑料，服务电力基础设施、半导体产业等。