碳纳米管是日本科学家饭岛先生在20世纪90年代发现的新材料(IijimaSumio.Helicalmicrotubulesofgraphiticcarbon.Nature,,:56-58)。它们是由石墨化碳原子卷曲形成的纳米级无缝中空管状结构。碳纳米管的物理结构决定了碳纳米管具有多种优异的机械、热学和电学性能。例如，碳纳米管的导热系数是铜的5倍，抗拉强度达到50-GPa，是钢的倍，密度是钢的1/6。

以碳纳米管在新能源电池行业的应用为例，锂电池由正极材料、负极材料、隔膜、电解液、导电剂、结构件、BMS等组成，各种材料占锂电池成本的比例大致如下：

动力电池成本构成

正极

18%-38%

负极

6%-9%

电解质

5%-9%

隔膜

4%-8%

导电剂

2%

结构

23%-28%

电池管理系统

8%-12%

其他

8%-17%

如果投资锂电池正极材料，资金动辄数十亿人民币起步，竞争非常激烈。例如，年2月4日，中核钛白公告称，拟通过全资子公司东方钛业投资建设年产50万吨磷酸铁锂项目，预计总投资亿元，全部由公司自筹。年6月，湘潭电化还公告称，通过参股公司湖南豫能，将在贵州建设年产30万吨磷酸铁、30万吨磷酸铁锂新项目，总投资70亿元；湖南豫能还计划在昆明建设年产35万吨磷酸铁和35万吨磷酸铁锂项目，预计总投资亿元。

导电剂在锂电池中所占比例很小，但对锂电池的性能影响很大。锂电池的导电剂有不同类型，都是不同结构的碳材料。包括球形炭黑（粒径数十纳米）、片状石墨片、一维线状碳纳米管。在所有不同类型的锂电池导电剂中，碳纳米管的添加量最少，性能最好，市场占有率最大。

锂电池负极、隔膜、电解液、铜箔等产业链，投资资金也是10亿元启动。不同的是，虽然导电剂的成本仅占锂电池的2%左右。不过，由于锂电池产业现在已经是万亿级产业，锂电池导电剂也成为一个大产业，前景巨大，前景光明。

据国内多家机构研究预测，一致认为，未来五年，全球碳纳米管导电剂浆料需求将保持40.8%的年复合增长率，年需求量将达到17.72万吨。国内碳纳米管导电剂市场随着动力电池行业的快速增长，预计到年国内市场产值将达到62亿元。电池中，需要添加更多的碳纳米管导电剂来提高其内部导电率。未来固态电池的产业化将导致隔膜和电解液的取消，但将利好碳纳米管导电剂行业。随着锂电池高镍正极、硅基负极、固态电池等新技术应用规模的扩大，碳纳米管的使用量将进一步大幅增加。未来，仅锂电池领域就将成为每年数百亿的市场。

碳纳米管作为锂电池产业链中的导电剂，只是碳纳米管产业化的“冰山一角”，也是资本和传统新材料企业了解碳纳米管的第一步。更重要的是，年诺贝尔化学奖得主理查德·E·斯莫利先生曾教导我们“碳纳米管是人类所能制造的最强、最硬、最硬的分子，也是最好的热和电分子导体”。碳纳米管在芯片、晶体管、生物医药、太阳能光伏电池、轮胎、燃料电池、药物输送、储氢、高分子材料、电容器、复合材料等方面将有更广阔的市场，并将不断突破更大的市场。未来有望成为千亿市场的产业。

国内碳纳米管企业此时也进入快速发展阶段。天奈科技、陶氏科技等多家知名企业已经进入碳纳米管业务，每年可实现数亿利润。

目前国内碳纳米管生产企业基本采用丙烯作为碳源、流化床作为生产设备的技术路线。丙烯是一种特种低温石化化学品，供应商少，长途运输成本高。此外，丙烯的采购和使用有严格的监管要求。

建设类似的大型碳纳米管生产工厂，投资资金将达数亿，门槛较高。高昂的投资资金门槛，让很多想要涉足碳纳米管及新能源碳材料行业的投资者望而却步。

鉴于此，赵社涛团队在20多年碳纳米管研发和生产经验的基础上，坐在板凳上不断研究，最终研发出了适合中小企业、可大幅降低投资门槛的天然气生产碳纳米管新技术。该技术以天然气或纯甲烷为原料，以更高的催化速率生产出满足锂电池工厂要求的碳纳米管。只有较高的催化剂配比才能控制天然气生产碳纳米管的生产成本。天然气是一种易于获取的工业原料，广泛分布于我国各个城市。而且天然气可以直接连接管道使用，无需运输和储存装置。与危险的特种石化产品丙烯不同，需要储存装置和设施。每吨天然气的成本也远低于长距离运输到工厂的每吨丙烯的成本。

该技术以天然气为原料，可生产出平均直径为10nm-20nm的碳纳米管，满足大型锂电池工厂的要求，碳纳米管的初级纯度可达90%-96.5%。

与目前主流工厂采用的丙烯+流化床工艺生产的碳纳米管相比，赵社涛团队研发的天然气生产碳纳米管新技术，催化剂比例更高，吨天然气原料成本更低，因而具有更低的生产成本优势。

此外，该技术还与移动床生产设备兼容。众所周知，移动床的设备投资成本比流化床低得多，操作难度也比流化床小得多。移动床设备的交货期和安装周期与流化床生产设备相比也大大缩短。利用赵社涛团队突破的天然气生产碳纳米管新技术，结合移动床设备，可以让中小企业大幅降低进入市场的投资门槛，介入碳纳米管及新能源材料行业，并在较低的生产成本中获得竞争优势。如果您对这项技术突破感兴趣，请联系赵社涛。