实际的订单增长助推单壁碳纳米管迎来第二次产业化窗口。
单壁碳纳米管产业化,正迎来关键的第二次机会窗口。
首次机会窗口在2023年前后,单壁碳纳米管开始国产替代,国内出现150吨级单壁碳纳米管扩产项目。但直到2025年,中国单壁碳纳米管粉体年出货才首次来到100吨关口。
市场放量节奏并不及预期。这一情况在2026年已经扭转。
下半年,全极耳小圆柱进入集中产能释放期,部分产品系列已达到亿支级产能。高性能电芯正加快规模交付。
硅基负极同步提速。今年上半年,国内产量约5100吨,同比增长45%,高端产品仍然紧缺。
小圆柱向高容量、高倍率升级,硅基负极加快导入,共同拉动高性能导电材料需求。
这一轮,单壁碳纳米管的增长已经有了实际订单支撑。
10月,高工锂电从常州聚碳晟材科技有限公司(以下简称“聚碳晟材”)了解到,高品质单壁碳纳米管粉体报价达到800万元—1000万元/吨,产品依然不愁销路。
成立于2025年的聚碳晟材,已实现高品质单壁碳纳米管的持续生产与商业交付,并正推进新一轮扩产。
从扩产预期走向实际采购,单壁碳纳米管的第二轮产业化机会,正在加快兑现。
高性能电池升级单壁碳纳米管成“抢手货”
2024年10月的一天,七家客户接连打电话,向聚碳晟材创业团队询问单壁碳纳米管货源。
当时公司尚未成立。团队长期经营导电材料,也销售过进口单壁碳纳米管产品。高端产品供应紧张,让他们看到了国产替代的机会。
此后,单壁碳纳米管愈发抢手。
高工产研(GGII)数据显示,2025年中国单壁碳纳米管浆料出货突破2万吨,预计2026年有望超过5万吨。
背后更重要的驱动力,是电池性能持续升级。而材料体系迭代过程中,单壁碳纳米管正随硅基负极的放量同步打开需求。
硅基负极用得越广、掺硅比例越高,对高性能导电网络的需求也越突出。
硅基材料能够提高电池能量密度,但充放电过程中的体积变化,容易破坏电极内部的导电连接。单壁碳纳米管凭借高长径比,可以在较低添加量下构建导电网络,帮助维持电极稳定性。
今年,硅基负极的应用正在加速深化。
一方面,高端消费电池持续提高掺硅比例,已有量产手机电池的掺硅比例超过40%。
另一方面,过去受膨胀和循环寿命制约的动力电池,也开始规模导入新型硅碳。
GGII数据显示,8月动力电池用新型硅碳粉体月出货突破300吨,复合硅基材料月出货超过4000吨。
应用范围扩大、掺硅比例提高,正在为高品质单壁碳纳米管创造更大的市场空间。
这一轮性能与材料体系升级,在高性能小圆柱市场上表现得尤为明显。
今年以来,全极耳小圆柱一度满产满销,甚至供不应求。
电动工具等传统市场持续升级,无人机、机器人、AI数据中心BBU等新应用也在增加对高性能圆柱电芯的需求。
电池企业正加紧释放产能。下半年,已有产品系列产能达到亿支级;9月,又有企业宣布新增5700万支全极耳21700年产能,以缓解产能瓶颈。
市场紧缺的背后,是终端对电芯容量、功率和续航提出了更高要求。
尤其在无人机、电动工具等场景,电池需要在有限体积内储存更多电量,同时满足大电流输出。
目前,已有21700电芯实现6Ah容量、50A持续放电,5Ah全极耳产品也已实现批量交付。
高性能需求推动全极耳结构与硅基负极加快应用,也让配套高效导电材料的价值进一步凸显。
对于聚碳晟材,这正是创业团队选择的方向。
团队拥有十余年电池材料及导电剂经营经验,长期接触高性能电池客户。2024年集中询货之后,决定联合南京大学相关科研人员,进入高品质单壁碳纳米管制造领域。
从成立之初,聚碳晟材便明确了产品定位:对标国际高端单壁碳纳米管,优先服务高性能电池。
如今,公司产品已进入高性能圆柱电池供应链,并形成持续采购。
催化剂与反应工程两项核心技术能力
单壁碳纳米管的产业化,长期面临两道技术关。
催化剂决定材料生长品质,反应工程决定合格产品能否持续、大量地生产。
聚碳晟材的技术团队,正是围绕这两项能力展开布局。
首先是催化剂与材料合成。
公司联合南京大学常州高新技术研究院相关团队,开展单壁碳纳米管研发。
核心团队长期研究碳基纳米材料的生长机理、结构调控、催化与宏量制备,首席科学家曾在东京大学开展博士后研究,已发表学术论文260余篇,申请中国发明专利70余项,其中授权50余项。
从纳米材料生长机理到宏量制备,这些科研积累与单壁碳纳米管产业化的核心难题高度相关。
单壁碳纳米管只有一层管壁,对催化剂颗粒尺寸、活性及生长条件尤为敏感,直接影响产品管径、结构与一致性。
聚碳晟材也已形成自己的单壁碳纳米管制备技术开发成果。
今年3月,公司申请的《一种单壁碳纳米管及其制备方法》发明专利公开。
该专利提出,将气态催化剂与气态碳源混合,通过高温反应促进单壁碳纳米管均匀生长,减少寡壁、多壁结构的形成。
产品表现则提供了另一项检验。
据聚碳晟材介绍,公司批量单壁碳纳米管产品的拉曼G/D比通常达到70—80,部分更高等级产品达到100以上。
G/D比是评价碳纳米管结构品质的重要指标之一。高端产品对标,还需要结合纯度、管径、杂质水平及电芯表现综合判断。
聚碳晟材从研发之初便瞄准国际高端同类产品,更有产业分量的进展,是高品质产品已经从实验室走向电芯持续使用。
据企业介绍,产品已在国内上市公司高性能动力电池中完成国产化替代,稳定供货超过一年,完成了从材料研发到实际商业应用的重要跨越。
材料品质之外,制造效率也是决定产业化水平的关键。
这就涉及第二项能力:反应工程。
聚碳晟材在此方面的技术能力积累,有赖于南京大学常州高新技术研究院院长陈强。
陈强长期从事科技成果转化与产业化工作,曾获国家科技进步奖二等奖。
2006年,他受南京大学委派赴常州创建研究院。经过多年发展,研究院已引进孵育62家创新型科技企业,其中4家上市,累计承担企业技术攻关与服务项目300余项。
长期的成果转化积累,为聚碳晟材单壁碳纳米管的产业化放大提供了强力支持。
具体到单壁碳纳米管生产,公司采用化学气相沉积工艺。
千摄氏度级的高温反应,对热场、气流、催化剂供给及产物收集都有较高要求。
聚碳晟材围绕催化剂供给、分散控制及产物收集等关键工艺要求,与专业设备厂商联合开展反应设备的定制开发。
目前,聚碳晟材五台第三代双管反应设备已实现持续生产,每月产出单壁碳纳米管粉体200公斤以上,可满足50吨以上浆料市场需求。
从早期单管装置,到第三代双管反应器,企业已完成多轮设备迭代。
下一步,公司正在开发新一代多管反应器,进一步提升单位设备产出。
多管结构对高温热场均匀性、物料供给及能耗控制提出了更高要求。目前已完成小型化试验,正处于工程放大验证阶段。
从高品质单壁碳纳米管的稳定制备,到反应设备持续迭代升级,聚碳晟材正在将科研与工程能力转化为可产业化的量产能力。
从5台到20条线聚碳晟材加速规模供应
高品质单壁碳纳米管需求加快兑现,聚碳晟材也准备迈出规模供应的重要一步。
按照规划,公司将从现有五台设备扩大至约20条产线,形成年产10吨以上高品质单壁碳纳米管粉体、2500吨以上的浆料产能。
以2025年国内单壁碳纳米管粉体出货刚刚突破100吨的市场体量为参照,10吨级的高品质供应规划已经具有一定产业分量。
现有第三代双管设备能够持续生产,新产能可以沿着已经验证的工艺路线推进。
与此同时,聚碳晟材正在接受更多国内头部电池客户的测试认证。据企业介绍,其单壁碳纳米管综合性能已可与国际头部同类产品媲美,部分客户也希望公司尽快加速高品质单壁碳纳米管的供应。
对于这一轮扩产,企业也有自己的经营判断。
上一轮单壁碳纳米管扩产,百吨级产能规划跑在了实际需求之前。如今,动力闪充、高性能小圆柱与硅基负极加快应用,新的采购需求正在兑现。高品质产品能否稳定生产、持续交付,正成为新一轮产业竞争的重要尺度。
两年前,七家客户在同一天询问单壁碳纳米管货源。如今,聚碳晟材抓住国产替代机遇,经过与客户协同攻关,已将高品质单壁碳纳米管导入高性能圆柱电池供应链,并形成稳定的量产供应。
按照聚碳晟材规划,现阶段公司扎根江苏常州,发挥南京大学科研资源、长三角技术人才及电池产业链的协同优势。未来将考虑在全国多地布局生产基地,更好地服务客户。
下一步,公司计划形成百吨以上高品质单壁碳纳米管粉体及万吨级浆料的年产能。
当单壁碳纳米管赛道再次迎来扩产潮,聚碳晟材已经拿出了比产能规划更有说服力的东西:产品、产线和订单。
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