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一、行業現狀：從實驗室走向規模化放量

作為碳材料家族中的“超級石墨烯”，單壁碳納米管（SWCNT）憑借其獨特的電學、力學和熱學性能，廣泛應用于鋰電池導電劑、復合材料、柔性電子、光電器件等前沿領域，長期被視為顛覆性材料。然而，過去二十年，其發展始終受限于制備成本高、手性控制難、純度不足等瓶頸，大多停留在實驗室研究階段。

部分企業已建成噸級以上產線，產品開始進入電池企業供應鏈，市場滲透率穩步提升。可以說，全球SWCNT產業仍處在從“實驗室成果”向“規模化應用”的過渡期，市場潛力巨大，但質量穩定性和標準化體系仍待建立。

2025年作為關鍵轉折點，相關應用領域研究表明單壁碳納米管的某些質量波動對最終產品性能影響不大。因此在特定領域應用中可以一定程度放寬碳管質量標準、達到顯著降低生產成本的效果。同時，隨著固態電池、鈉電池、高端半導體等下游產業需求爆發，單壁碳納米管正迎來規模化放量的歷史性機遇：

產能擴張加速：目前全球市場由少數幾家企業主導，競爭格局相對集中。為緩解供應壓力，國內相關廠商都在積極擴產，加快設備更新，提高研發力度。

出貨量激增：2025年上半年，國內頭部企業單壁漿料出貨量已達1000噸，預計全年將突破3000噸，2026年有望邁向萬噸級。

資本強勢涌入：某些跨界企業通過收購切入賽道，資本市場對單壁碳納米管的成長性給予高度認可。

二、市場驅動：三大應用場景開啟需求裂變

單壁碳納米管（SWCNT）最初主要應用于科研與小眾材料領域，但隨著新能源與半導體產業進入深水區，其市場需求正迎來加速裂變。

在應用技術上，SWCNT漿料已成為主流產品形態。固態電池正極中導電劑添加量是傳統液態體系的3–5倍；在硅碳負極、鋰金屬負極中更是“剛需材料”，能有效緩沖體積膨脹并維持導電網絡完整性。隨著固態電池加速量產，單壁碳管需求呈現倍增趨勢。傳統炭黑和多壁碳管難以滿足高能量密度和快充需求，目前，SWCNT漿料已在部分高鎳三元、硅基負極電池中實現應用驗證。行業判斷，未來五年內，單壁管將在電池導電劑領域占據越來越大的比例，市場空間有望突破百億元。

在鈉離子電池中，SWCNT展現出更大的潛在空間。研究表明，鈉電池對導電劑的依賴遠高于鋰電池，其添加量往往高出8–10倍。一旦鈉電池實現規模化商用，單壁碳管的需求將遠超行業預期。

除能源領域外，半導體與高端電子亦為SWCNT開辟了戰略賽道。單壁碳管晶體管已被證實可突破硅基器件物理極限，在亞納米節點下仍具備優異性能，被視為后摩爾時代的關鍵候選材料。這意味著，單壁碳管不僅是能源革命的重要支撐材料，也可能成為下一代信息技術的核心基礎材料。

三、技術路線：CVD法成為產業化主流

目前單壁碳納米管的制備主要有電弧法、激光燒蝕法和化學氣相沉積法（CVD）三種路線。

其中，CVD法和電弧法被認為是產業化的主流路徑。一般而言,由于電弧區的溫度較高,所制備的碳納米管的晶化程度也高。但電弧法對碳納米管的微觀結構(如直徑和手性)的可控性較差,而且很難進一步提高產量和質量。相比之下，CVD法因溫場更可控、工藝可調性強、放大路徑清晰，成為國內企業的首選，并已實現規模供貨。隨著工藝持續迭代，未來多種方法并存甚至協同突破的格局仍有可能。但在高端電子、半導體等對陣列管質量要求極高的應用場景中，CVD路線優勢更為明顯。

CVD法制備碳納米管按照催化劑供給或存在的方式又可分為三種方法:基片法、擔載法和浮動催化劑法。催化劑通常使用過渡金屬元素Fe、Co、Ni或其組合,有時也添加稀土等其他元素及化合物。浮動催化劑化學氣相沉積法的設備簡單，可半連續或連續生產，故最有可能實現低成本、大量制備高質量單壁碳納米管。

然而，浮動床法仍面臨“三大技術挑戰”：

溫場控制：前端催化劑高溫裂解，中部碳管生長要求溫場穩定，尾部收料區需要快速降溫停止反應，對溫場控制具有極高的要求；

流場控制：碳管生長過程中，需要碳源氣體與催化劑充分接觸反應，因此要求內部流場湍流化，提高碳源利用率；

連續收料：目前大部分浮動床設備受限于溫場控制、密封技術等，還不具備連續化收料功能，無法真正做到規模化量產。

我司采用浮動床法路線，結合單壁碳納米管生長工藝，對爐內溫場、流場進行了針對性設計，增加了連續收料結構，真正解決了產業化面臨的三大技術挑戰。

四、未來展望：從“三難”到“新機”

標準化推動行業洗牌
隨著產能擴張加速，行業競爭將從“有無問題”轉向“質量、產能、成本”。誰能率先建立統一的質量標準、檢測方法與應用規范，率先實現大規模批量制備、降低綜合成本，誰就能在未來的市場格局中掌握主動。

高端應用驅動技術升級
半導體、機器人、柔性電子等高端領域的需求，將倒逼企業在手性控制、純度提升、連續化生產等環節實現突破。與此同時，應用場景也在持續拓展：從鋰電導電劑延伸至儲能電池、超級電容、復合材料與柔性電子，市場空間不斷放大。

規模化與降本成為必然
連續化工藝有望成為主流，通過產能提升、能效優化和溶劑回收等方式降低成本，使單壁碳納米管真正實現規模化和商業化。

產業鏈生態協同成為關鍵
單壁碳納米管的發展需要設備企業、材料企業、下游應用端共同構建創新生態。中杭嘉悅等設備企業通過精準溫場控制、氣體預熱系統、連續收料設計等技術，為產業化提供底層支撐，成為行業放量的“幕后推手”。

可以預見，單壁碳納米管正從“實驗室珍品”邁向“工業商品”，其背后是材料創新、裝備突破與市場需求的同頻共振。未來三年，隨著產能釋放與技術迭代，行業將進入標準化、規模化、高端化三重驅動的新階段。誰能掌握核心技術、建立產業生態，誰就能在這條千億級賽道中占據主導地位。

五、中杭嘉悅的技術路徑與規劃

作為裝備企業代表，中杭嘉悅在單壁碳納米管領域深耕多年。通過持續迭代，公司解決了溫場均勻性、氣體利用效率和連續收料等產業化核心難題。

在裝備迭代上，嘉悅已完成從實驗型設備到三代連續量產機的升級：

 實驗型，僅供實驗室所需

一代機實現了半連續化收料，滿足小批量供貨；

二代機在爐管與混氣結構方面優化，提升了產能與穩定性；

三代機則進一步引入連續收料、集中監測和安全防爆設計，單日產能達到千克級，為未來百噸級量產奠定了基礎。

更進一步，我司在前端催化劑活化中引入了等離子體技術，達到細化粒徑、均一化氣氛的效果。催化劑引入方式中，我司開發了適配不同客戶需求的固體催化劑進料和液體催化劑霧化進料的結構，滿足客戶精細化調控需求。

基于自研裝備生產的SWCNT，材料已具備高純度、長徑比大、比表面積適中等特性，能夠滿足鋰電導電劑及復合材料等應用需求。

憑借在裝備與工藝兩端的協同創新，中杭嘉悅正成為推動單壁碳納米管產業化的關鍵力量！