中國(guó)粉體網(wǎng)訊 以寧德時(shí)代公司市值突破1萬億人民幣為標(biāo)志,鋰電池相關(guān)的所有上下游材料和產(chǎn)業(yè)鏈,,都進(jìn)入了繁榮期時(shí)期,,并且將長(zhǎng)期持續(xù)。在“碳減排”和“碳中和”的全球背景下,,新能源不止成為了中國(guó)的基本國(guó)策,,美國(guó)、歐洲,、日本,、韓國(guó)等國(guó)也都投入巨資,以十年為周期進(jìn)行規(guī)劃和全球競(jìng)爭(zhēng),。新能源材料,,登上時(shí)代和歷史的大舞臺(tái),成了材料行業(yè)耀眼的明星,。
剖析鋰電池的構(gòu)成可知,,鋰電池由正極材料,、負(fù)極材料、隔膜,、電解液(及電解液添加劑),、導(dǎo)電劑、結(jié)構(gòu)件,、BMS等構(gòu)成,。各種材料占鋰電池的成本,大致如下:
(數(shù)據(jù)來源,,趙社濤)
如果投資鋰電池的正極材料,,資金動(dòng)則幾十億人民幣起步,而且競(jìng)爭(zhēng)激烈,。例如,,2021年2月4日,中核鈦白發(fā)布公告稱,,擬通過全資子公司東方鈦業(yè)投資建設(shè)年產(chǎn)50萬噸磷酸鐵鋰項(xiàng)目,,預(yù)計(jì)總投資121億元,皆為公司自有自籌資金,。2021年6月,,湘潭電化也公告,通過參股公司湖南裕能在貴州新建年產(chǎn)30萬噸磷酸鐵和30萬噸磷酸鐵鋰,,投資總額為70億元,;湖南裕能還擬在昆明市建設(shè)年產(chǎn)35萬噸磷酸鐵和35萬噸磷酸鐵鋰項(xiàng)目,預(yù)計(jì)總投資100億元,。
鋰電池的負(fù)極,、隔膜、電解液,、銅箔等產(chǎn)業(yè)鏈,,雖然投資門檻略低,但是投資資金動(dòng)則也是十億元起步,。與之不同的是,,雖然導(dǎo)電劑的成本,大致只占鋰電池的2%左右,。但是由于鋰電池行業(yè)現(xiàn)在已是萬億級(jí)的大產(chǎn)業(yè),,所以現(xiàn)在鋰電池導(dǎo)電劑也成為了很大的產(chǎn)業(yè),而且其產(chǎn)業(yè)介入的門檻還不是很高,。
更重要的是,,導(dǎo)電劑雖然在鋰電池里占比少,但是對(duì)鋰電池的性能具有很大的影響,。鋰電池的導(dǎo)電劑,,有不同的種類,,都是各種不同結(jié)構(gòu)的碳材料。包括類球形的炭黑(顆粒直徑數(shù)十nm級(jí)),,片狀的石墨片,,以及一維線狀的碳納米管。所有不同種類的鋰電池導(dǎo)電劑中,,以碳納米管的添加量最少,,性能最好,市場(chǎng)占比最大,。
進(jìn)一步展開來說,,碳納米管是20世紀(jì)90年代日本科學(xué)家Iijima先生(Iijima Sumio. Helical microtubules of graphitic carbon. Nature,1991,354:56~58)發(fā)現(xiàn)的新材料,是石墨化的碳原子卷曲而成的納米級(jí)無縫中空管狀結(jié)構(gòu),。
(5層碳納米管的透射電鏡照片,,具有同軸管狀結(jié)構(gòu),照片來源:趙社濤)
碳納米管在鋰電池里起到的作用,,包括如下:
1,、降低鋰電池的內(nèi)阻。鋰電池的正極材料都是導(dǎo)電性不足的無機(jī)含鋰氧化物材料,,各種鋰離子電池里,,都需要添加高導(dǎo)電性的碳材料導(dǎo)電劑,從而降低鋰電池內(nèi)部的電阻,。鋰電池作為一個(gè)電源,,從外部看,內(nèi)阻肯定是越小越好,。尤其在功率應(yīng)用情形下,,小內(nèi)阻是必要的條件。低溫下電池性能下降,,其重要的原因之一就是低溫下電池內(nèi)阻過大造成的,。為了獲得需要的電池內(nèi)阻,如果加炭黑類導(dǎo)電劑,,通常在鋰電池里需要添加2-5%;與此不同,,加碳納米管導(dǎo)電劑,,通常在鋰電池里只需要添加0.4%-1.0%。
2,、提高鋰電池極片的粘結(jié)強(qiáng)度,,減少粘結(jié)劑的使用量。在傳統(tǒng)的電極結(jié)構(gòu)中,,導(dǎo)電滲流網(wǎng)絡(luò)一般是由零維的炭黑導(dǎo)電添加劑通過范德華力形成,,導(dǎo)致了炭黑導(dǎo)電劑填料松散,,幾乎沒有任何強(qiáng)度。因此,,需要額外的粘結(jié)劑來幫助穩(wěn)定鋰電池的電極結(jié)構(gòu),。然而,考慮到粘結(jié)劑在電極中的比例有限,,所得到的電極強(qiáng)度遠(yuǎn)不是最優(yōu)的,。同時(shí),粘結(jié)劑作為一種電絕緣元件,,它使用實(shí)際上阻礙了電子傳輸,,降低了電導(dǎo)率。與之不同的是,,碳納米管作為一種高長(zhǎng)徑比的材料,,不僅具有導(dǎo)電的功能,具有一定的增強(qiáng)功能,。近年來,,通過碳納米管的使用,粘結(jié)劑PVDF在鋰電池里的添加量,,從原來的2-3%下降到1%左右,。
3、提高鋰電池的循環(huán)壽命,。鋰電池里正極材料在充放電的過程中,,會(huì)反復(fù)膨脹、收縮,,甚至出現(xiàn)裂紋和開裂,。長(zhǎng)此以往,部分正極材料會(huì)脫離電池內(nèi)部的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)并失效,,從而導(dǎo)致電池的性能及壽命衰減,。碳納米管作為一種高長(zhǎng)徑比的導(dǎo)電添加劑,可以在電池內(nèi)部大范圍的構(gòu)筑導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),,從而避免上述問題的出現(xiàn),。傳統(tǒng)的零維炭黑類導(dǎo)電劑,就不能提供類似的功能,。
(一維線狀的碳納米管,,構(gòu)建并維持鋰電池內(nèi)部導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的示意圖)
碳納米管還具有極高的本征導(dǎo)熱系數(shù),能起到提高電池極片導(dǎo)熱和散熱能力的作用,;碳納米管在電池極片內(nèi)部,,形成液體擴(kuò)散通道,還能促進(jìn)電解液在電池極片內(nèi)的浸潤(rùn)性和均勻快速滲透;碳納米管在鋰電池內(nèi)部構(gòu)成良好導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),,能提高鋰電池的高倍率充放電能力,。碳納米管的使用,能降低炭黑導(dǎo)電劑和PVDF粘結(jié)劑的使用量,,提高正極材料在電池里的占比,,所以還能提高一部分電池的能量密度。
從使用方法上來說,,碳納米管在電池行業(yè),,為了方便下游客戶使用,通常是加工成預(yù)分散好的導(dǎo)電漿料提供給鋰電池工廠,。碳納米管導(dǎo)電劑漿料里通常含有3-5%的碳納米管,,其余是溶劑NMP(氮甲基吡咯烷酮)和分散劑。
總而言之,,碳納米管對(duì)鋰電池,,不只是導(dǎo)電劑,還具有多重綜合性的益處,。碳納米管在鋰電池里,,具有四兩撥千斤的作用,極具深入開發(fā)的價(jià)值和投資潛力,。
回顧碳納米管產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程,,繼往開來。20世紀(jì)90年代初期幾乎所有介紹碳納米管的論文,,開篇總會(huì)提到——“碳納米管的導(dǎo)熱性是銅的5倍,,拉伸強(qiáng)度達(dá)到50~200GPa是鋼的100倍,密度是鋼的1/6”,。愿景是美好的,,現(xiàn)實(shí)是殘酷的。新材料碳納米管的產(chǎn)業(yè)化一方面要面對(duì)生產(chǎn)規(guī)模和價(jià)格之間的矛盾,,只有足夠的生產(chǎn)規(guī)模才能降低單位產(chǎn)品的生產(chǎn)價(jià)格,;另外一方面,要面對(duì)很多低成本,、大噸位傳統(tǒng)材料的性價(jià)比競(jìng)爭(zhēng),。好比讓一個(gè)才學(xué)會(huì)走路的嬰兒,馬上就和一個(gè)成年人競(jìng)爭(zhēng),,是艱難的過程,。早期介入碳納米管材料的創(chuàng)業(yè)公司,收入微薄,、甚至多年虧損,又要持續(xù)研發(fā)和投入,,陷入了十多年的苦熬過程,。
有一段歷史時(shí)期,,由于石墨烯研究熱潮的興起。從事碳納米管的研發(fā)和生產(chǎn),,既辛苦又不賺錢,,研究發(fā)論文都不好發(fā),相比石墨烯似乎都顯得落伍,,跟不上時(shí)代潮流,,更沒有投資人關(guān)注了。2010年,,英國(guó)曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫,,從石墨中分離出石墨烯,因此共同獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),�,!笆┦悄壳鞍l(fā)現(xiàn)的最薄、強(qiáng)度最大,、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強(qiáng)的一種新型納米碳材料,,石墨烯被稱為“黑金”,是“新材料之王”,,科學(xué)家甚至預(yù)言石墨烯將“徹底改變21世紀(jì)”,。”,,這樣的報(bào)道隨處可見,,持續(xù)了很多年。在碳材料行業(yè),,只有從事石墨烯才能顯得高大上,,吸引投資人的關(guān)注。
石墨烯的熱潮在國(guó)內(nèi)如火如荼的燒了十多年,,耗費(fèi)了大量社會(huì)資源,。不過,目前市場(chǎng)上依然還沒有多少石墨烯的大噸位工業(yè)應(yīng)用,,投入巨資搭好的石墨烯工業(yè)園平臺(tái)利用率不高,。
與石墨烯行業(yè),大部分公司虧損的狀況不同,。依托碳納米管在鋰電池里作為導(dǎo)電劑的優(yōu)異性能,,和鋰電池行業(yè)龐大的市場(chǎng)規(guī)模,大的碳納米管公司能實(shí)現(xiàn)年盈利數(shù)億,,小的碳納米管公司能實(shí)現(xiàn)盈利數(shù)百萬,。國(guó)內(nèi)的碳納米管行業(yè)經(jīng)過多年的市場(chǎng)拼搏,基本沒什么政府扶持,但都是盈利的,。
歷經(jīng)新材料行業(yè)這么多年的,,富勒烯、碳納米管,、石墨烯等依次燒過的時(shí)代熱點(diǎn)大潮,,大浪淘沙,碳納米管行業(yè)終于初步實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,。按照產(chǎn)業(yè)生命發(fā)展周期理論(Industry Life Cycle),,產(chǎn)業(yè)的生命發(fā)展周期主要包括四個(gè)發(fā)展階段:探索期,成長(zhǎng)期,,成熟期,,衰退期。碳納米管產(chǎn)業(yè)已經(jīng)走出風(fēng)險(xiǎn)較大的探索期,,步入成長(zhǎng)期,,并展現(xiàn)出千億級(jí)規(guī)模的市場(chǎng)潛力。
(碳納米管產(chǎn)業(yè)生命周期)
經(jīng)國(guó)內(nèi)多家機(jī)構(gòu)調(diào)研和預(yù)計(jì),,一致認(rèn)為在未來五年,,全球碳納米管導(dǎo)電劑漿料需求量將保持40.8%的年復(fù)合增長(zhǎng)速度,2022年需求量將達(dá)12.5萬噸,,2023年需求量將達(dá)19.3萬噸,。國(guó)內(nèi)碳納米管導(dǎo)電劑市場(chǎng),隨著動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的快速增長(zhǎng),,預(yù)計(jì)到2022年將達(dá)到45億元的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)產(chǎn)值,。由于固態(tài)電池內(nèi)部比液態(tài)電池導(dǎo)電性更差,需要添加更多的碳納米管導(dǎo)電劑,,來提高其內(nèi)部的導(dǎo)電性,。以后,隨著固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化會(huì)導(dǎo)致隔膜和電解液的取消,,但是會(huì)利好碳納米管導(dǎo)電劑產(chǎn)業(yè),。隨著鋰電池高鎳正極、硅基負(fù)極和固態(tài)電池等新技術(shù)應(yīng)用規(guī)模擴(kuò)大,,碳納米管的使用量會(huì)進(jìn)一步大量增長(zhǎng),,單是在鋰電池領(lǐng)域就會(huì)成為每年百億級(jí)的市場(chǎng)。
現(xiàn)在正是介入碳納米管產(chǎn)業(yè)的好時(shí)機(jī),。因?yàn)槿绻顿Y過早,,會(huì)經(jīng)歷10年的產(chǎn)業(yè)探索期,需要苦熬多年,。如果投資過晚,,后期介入的話,,會(huì)面臨很高的資本投入門檻和技術(shù)門檻。
碳納米管作為鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈里的導(dǎo)電劑,,只是碳納米管產(chǎn)業(yè)化的“冰山一角”,,是資本和傳統(tǒng)新材料企業(yè)認(rèn)識(shí)碳納米管的第一步。更重要的是,,1996年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主尊敬的Richard E. Smalley先生(發(fā)現(xiàn)了富勒烯)曾說,“碳納米管是人們所能制造出來的最強(qiáng),、最剛,、最硬的分子,同時(shí)是最好的熱和電的分子導(dǎo)體”,。碳納米管在芯片,、晶體管、生物醫(yī)療,、太陽能光伏電池,、輪胎、燃料電池,、藥物輸送,、儲(chǔ)氫、高分子材料,、電容器,、復(fù)合材料等會(huì)有更廣闊市場(chǎng),會(huì)持續(xù)突破更多的大市場(chǎng),,成為一個(gè)千億級(jí)市場(chǎng)的產(chǎn)業(yè),。
例如,我們都知道,,集成電路是現(xiàn)代信息技術(shù)的基石,,隨著摩爾定律逐漸逼近極限,芯片想要做得更小,,硅材料在散熱,、功耗等方面就會(huì)呈現(xiàn)出短板。早在2006年,,國(guó)際半導(dǎo)體技術(shù)路線圖委員會(huì)就認(rèn)為,,摩爾定律將在2020年達(dá)到極限�,?茖W(xué)家認(rèn)為碳基納電子材料作為下一代材料在未來會(huì)顯現(xiàn)出商業(yè)價(jià)值,,其中碳納米管一直被譽(yù)為替代硅半導(dǎo)體的最佳方案。2019年,,麻省理工學(xué)院的Gage Hills等科學(xué)家取得了一項(xiàng)重大進(jìn)展:制造出一個(gè)由14000個(gè)碳納米晶體管構(gòu)成的16位微處理器,,并且基于RISC-V架構(gòu)成功地執(zhí)行了經(jīng)典的“Hello World”程序,。
依托國(guó)內(nèi)鋰電池市場(chǎng)的持續(xù)增長(zhǎng),碳納米管作為其中的導(dǎo)電劑也跟著受益,,終于走出了荊棘叢生的產(chǎn)業(yè)探索期,,展示出其巨大的市場(chǎng)規(guī)模和商業(yè)潛力。今年國(guó)內(nèi)已有市值300百億級(jí)的碳納米管公司出現(xiàn),,此外還有多家知名新能源材料企業(yè)涉及碳納米管業(yè)務(wù),,例如貝特瑞、德方納米,、道氏技術(shù)等,。
目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)碳納米管的公司大多技術(shù)水平和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)類似,具有原創(chuàng)研發(fā)能力和原創(chuàng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)的國(guó)內(nèi)公司很少,�,?傮w呈現(xiàn)低端過剩、高端缺貨,,小,、散、亂的局面,,高利潤(rùn)的高端產(chǎn)品掌握在少數(shù)公司手里,。據(jù)筆者不完全統(tǒng)計(jì),國(guó)內(nèi)目前已有十多家從事碳納米管粉體生產(chǎn)相關(guān)的企業(yè),,其中大部分是小企業(yè),。
世界范圍內(nèi)來看,生產(chǎn)碳納米管的公司成規(guī)模的不多,,碳納米管粉體生產(chǎn)規(guī)模超過千噸級(jí)的公司極少,,還談不上靠生產(chǎn)規(guī)模形成優(yōu)勢(shì),資本壁壘還不是很高,。從全世界公開報(bào)道的信息,, 韓國(guó)LG公司,2020年宣布了1700噸/年的多壁碳納米管生產(chǎn)線計(jì)劃,,是少有的千噸級(jí)產(chǎn)能的公司之一,。對(duì)這樣的精細(xì)新材料行業(yè),最重要的是產(chǎn)品的性能指標(biāo)和技術(shù)水平,。誰能推出原創(chuàng)技術(shù),,更高性價(jià)比的新一代碳納米管產(chǎn)品,就可以引領(lǐng)市場(chǎng),。從技術(shù)進(jìn)步中榨取利潤(rùn),,通過技術(shù)進(jìn)步來提高性能和降低成本,擊敗缺乏研發(fā)和創(chuàng)新,,只靠投機(jī)進(jìn)入,、殺低價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)的對(duì)手,,結(jié)束國(guó)內(nèi)碳納米管粉體和碳納米管導(dǎo)電漿料生產(chǎn)無序擴(kuò)張的局面,并在國(guó)際市場(chǎng)上和國(guó)外公司競(jìng)爭(zhēng),。
以中國(guó)國(guó)內(nèi)來說,,碳納米管生產(chǎn)技術(shù)的開發(fā)大體經(jīng)過,第一代碳納米管技術(shù)到第六代碳納米管技術(shù)的發(fā)展過程,。碳納米管商品化的形態(tài)有薄膜,、連續(xù)長(zhǎng)纖維、粉體等多種形態(tài),,其中能百噸級(jí)工業(yè)化生產(chǎn)的只有碳納米管粉體商品,。碳納米管實(shí)驗(yàn)室的制造方法有十多種,但全世界生產(chǎn)量最大,、最主流的方法,是采用氣態(tài)烴類作為原料+固體粉末催化劑+中溫反應(yīng)器(500℃-1000℃)的方法,。乙烯和丙烯是常用的氣態(tài)烴類原料,,也有小公司使用甲烷、甲苯,、環(huán)己烷,、乙醇等作為碳納米管生產(chǎn)原料。根據(jù)層數(shù)和直徑的不同,,碳納米管還分單層,、多層碳納米管。其中以單層碳納米管的性能最優(yōu),,但是以多層碳納米管的價(jià)格親民,、銷售、生產(chǎn)和使用最為廣泛,。
國(guó)內(nèi)目前較先進(jìn)的碳納米管百噸級(jí)批量生產(chǎn)技術(shù)是第四代碳納米管技術(shù),,其比表面在250-350 m2/g,堆密度0.01-0.02g/ml,,平均管徑8.幾nm的碳納米管,,碳納米管平均7-8層左右。因?yàn)樘技{米管產(chǎn)物密度很低,,所以用流化床生產(chǎn),,反應(yīng)器的利用率很低,因?yàn)閱挝惑w積的反應(yīng)器生產(chǎn)能力和產(chǎn)物的密度成正比,。生產(chǎn)過程產(chǎn)生很多廢水,,環(huán)保壓力大。因?yàn)楣に囋淼囊蛩�,,生產(chǎn)過程的可控性有波動(dòng),,批次有差異,,穩(wěn)定性欠佳。成本較高,,生產(chǎn)過程效率又低,,造成第四代碳納米管銷售價(jià)格也較高。
秉持“多壁碳納米管的生產(chǎn)成本,,逼近單壁碳納米管的性能”為開發(fā)指導(dǎo)思想,,趙社濤團(tuán)隊(duì)在國(guó)內(nèi)最新開發(fā)出第六代碳納米管技術(shù),一種和傳統(tǒng)多壁碳納米管生產(chǎn)工藝和設(shè)備兼容的薄壁碳納米管技術(shù),,兼容于傳統(tǒng)流化床和移動(dòng)床設(shè)備,,可以高效、低成本生產(chǎn)高導(dǎo)電性碳納米管,,產(chǎn)物堆密度0.05-0.07g/ml,,易分散,催化劑倍率9-40倍之間可以調(diào)節(jié),,平均管徑6.0-7.5nm之間調(diào)節(jié),,平均碳納米管層數(shù)4-5層左右,根據(jù)不同用途可以形成多種規(guī)格,。生產(chǎn)過程簡(jiǎn)易,、高效,工藝環(huán)保,,解決了高質(zhì)量碳納米管大批量生產(chǎn)的瓶頸問題,。利于使用普通的碳納米管生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn),因?yàn)榉磻?yīng)器的體積確定后,,生產(chǎn)效率是和產(chǎn)物的密度成正比的,。低成本、高質(zhì)量,、高導(dǎo)電性,、薄壁碳納米管是所有碳納米管應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。
(第六代小管徑薄壁碳納米管典型透射電鏡照片)
第六代薄壁碳納米管規(guī)格表
一般來說,,碳納米管小管徑薄壁的特性和催化劑的高收率互相矛盾,,很難兼得,制造成本很高,。但是趙社濤團(tuán)隊(duì)工藝的第六代小管徑薄壁碳納米管催化劑倍率高,,制造成本和普通多層碳納米管接近,而且使用現(xiàn)有碳納米管生產(chǎn)設(shè)備就可以生產(chǎn),。碳納米管的管徑越小,,層數(shù)越薄,導(dǎo)電性就越好,,在鋰電池里的添加量就越少,,在相似制造工藝下,,性價(jià)比就越高,應(yīng)用范圍越廣,。
第六代碳納米管在鋰電池里與第二,、三、四代碳納米管的極片電阻率對(duì)比測(cè)試數(shù)據(jù)
(在相同條件下,,在正極材料NCM 532的極片電阻率檢測(cè)數(shù)據(jù),,數(shù)據(jù)來源:趙社濤)
其中0#、6#,、7#,,是三種不同規(guī)格的第六代碳納米管品種,是根據(jù)不同用途對(duì)碳納米管的規(guī)格和性能進(jìn)行的設(shè)計(jì)和調(diào)整,,都具有遠(yuǎn)優(yōu)于第四代碳納米管的性能,。目前國(guó)內(nèi)較先進(jìn)的第四代碳納米管,生產(chǎn)成本大約是第二代碳納米管的2.5倍左右,,導(dǎo)電性也是第二代碳納米管的2.5倍左右,。趙社濤團(tuán)隊(duì)的第六代碳納米管技術(shù),生產(chǎn)成本是第二代碳納米管的1.25倍左右,,性能不斷逼近單壁碳納米管,導(dǎo)電性是第二代碳納米管的5倍,。而且其生產(chǎn)過程環(huán)保性好,,生產(chǎn)效率是第四代碳納米管的4倍。采用趙社濤的第六代薄壁小管徑碳納米管技術(shù),,將具有極強(qiáng)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力,,有望改變碳納米管產(chǎn)業(yè)小、散,、亂無序擴(kuò)張的局面,。有意向合作產(chǎn)業(yè)化第六代碳納米管技術(shù)的,請(qǐng)聯(lián)系趙社濤,。
雖然現(xiàn)在國(guó)外也有公司能生產(chǎn)噸級(jí)的單壁碳納米管,,但是銷售價(jià)格2萬人民幣左右每公斤,市場(chǎng)極為有限,。筆者預(yù)測(cè),,即使單壁碳納米管的價(jià)格未來下降到1000元人民幣每公斤,對(duì)比薄壁碳納米管,,依然沒有成本和性價(jià)比優(yōu)勢(shì),。國(guó)內(nèi)也有公司又重拾十多年前曾經(jīng)走過的浮動(dòng)催化法工藝,試圖量產(chǎn)單壁碳納米管,,這是在走回頭路,,目前看不到能解決單壁碳納米管成本問題的希望,。筆者認(rèn)為,秉持“多壁碳納米管的生產(chǎn)成本,,逼近單壁碳納米管的性能”的開發(fā)指導(dǎo)思想,,在薄壁碳納米管工藝和設(shè)備上不斷精進(jìn),才是取勝之道,。
秉持“多壁碳納米管的生產(chǎn)成本,,逼近單壁碳納米管的性能”的開發(fā)指導(dǎo)思想,在通用碳納米管生產(chǎn)工藝上持續(xù)升級(jí),,推出更有競(jìng)爭(zhēng)力,,導(dǎo)電性更好的低成本、薄壁,、高催化劑倍率碳納米管品種,,結(jié)合碳納米管生產(chǎn)設(shè)備的單臺(tái)千噸級(jí)大型化,有望結(jié)束目前國(guó)內(nèi)碳納米管粉體生產(chǎn),,無序低水平重復(fù)建設(shè)的局面,。
綜上所述,碳納米管產(chǎn)業(yè),,國(guó)內(nèi)和國(guó)外是同一時(shí)期起步的,,不存在國(guó)外先發(fā)優(yōu)勢(shì),提前積累幾十年到上百年,。國(guó)內(nèi)碳納米管產(chǎn)業(yè),,歷經(jīng)了從20多年前的只能實(shí)驗(yàn)室合成,價(jià)格50-200美元/克,,到目前可以百噸級(jí)生產(chǎn),,一噸的價(jià)格人民幣十萬到幾十萬,其成本下降了近四個(gè)數(shù)量級(jí),,成功進(jìn)入工業(yè)品市場(chǎng),,是不多的本土自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新材料產(chǎn)業(yè)。2020年3月份,,美國(guó)卡博特公司以1.15億美金(約8個(gè)億人民幣)收購深圳中科三順公司,,也說明中國(guó)本土的碳納米管產(chǎn)業(yè)前景光明,在全球也是很有競(jìng)爭(zhēng)力的,。
隨著國(guó)內(nèi)碳納米管行業(yè)持續(xù)發(fā)展和沉淀20多年,,靠市場(chǎng)拼搏走出產(chǎn)業(yè)探索期,后續(xù)持續(xù)發(fā)力,,突破眾多應(yīng)用市場(chǎng),,碳納米管產(chǎn)業(yè)必將在下一個(gè)十年迎來千億級(jí)市場(chǎng)規(guī)模,涌現(xiàn)市值超越千億級(jí)的國(guó)內(nèi)碳納米管企業(yè)。此時(shí)正是介入碳納米管產(chǎn)業(yè)的好時(shí)機(jī),。
在全球化工新材料行業(yè)中,,對(duì)標(biāo)國(guó)際巨頭:德國(guó)巴斯夫和美國(guó)陶氏,中國(guó)目前比較拿得出手的代表性新材料企業(yè)是萬華化學(xué),。國(guó)內(nèi)相關(guān)化工新材料企業(yè),、相關(guān)資本、相關(guān)園區(qū),,誰能率先在世界范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)下一代——低成本,、高性能薄壁碳納米管的單套裝置千噸級(jí)產(chǎn)業(yè)化,就能打造出全球領(lǐng)先,、綠色環(huán)保,、受人尊敬的世界級(jí)碳納米管企業(yè),培育出眾多碳納米管下游應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈,,衍生出眾多下游應(yīng)用企業(yè),,有望出現(xiàn)又一家中國(guó)制造新材料企業(yè)名片。
作者簡(jiǎn)介:
趙社濤,,獨(dú)立研發(fā)人員,,畢業(yè)于四川大學(xué)化學(xué)工程系,2001年開始致力于碳納米管的產(chǎn)業(yè)化工作,。
發(fā)表的代表性文章:
1,、 催化裂解天然氣生產(chǎn)碳納米管,《石油與天然氣化工》,,2004年第1期,;
2、碳納米管生產(chǎn)工藝的產(chǎn)業(yè)化前景,,《化學(xué)工業(yè)》,2010年第7期,。
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