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一、行業(yè)現(xiàn)狀：從實驗室走向規(guī)?；帕?/span>

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(xué)、力學(xué)和熱學(xué)性能，廣泛應(yīng)用于鋰電池導(dǎo)電劑、復(fù)合材料、柔性電子、光電器件等前沿領(lǐng)域，長期被視為顛覆性材料。然而，過去二十年，其發(fā)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(yè)已建成噸級以上產(chǎn)線，產(chǎn)品開始進入電池企業(yè)供應(yīng)鏈，市場滲透率穩(wěn)步提升。可以說，全球SWCNT產(chǎn)業(yè)仍處在從“實驗室成果”向“規(guī)模化應(yīng)用”的過渡期，市場潛力巨大，但質(zhì)量穩(wěn)定性和標準化體系仍待建立。

2025年作為關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點，相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域研究表明單壁碳納米管的某些質(zhì)量波動對最終產(chǎn)品性能影響不大。因此在特定領(lǐng)域應(yīng)用中可以一定程度放寬碳管質(zhì)量標準、達到顯著降低生產(chǎn)成本的效果。同時，隨著固態(tài)電池、鈉電池、高端半導(dǎo)體等下游產(chǎn)業(yè)需求爆發(fā)，單壁碳納米管正迎來規(guī)?；帕康臍v史性機遇：

產(chǎn)能擴張加速：目前全球市場由少數(shù)幾家企業(yè)主導(dǎo)，競爭格局相對集中。為緩解供應(yīng)壓力，國內(nèi)相關(guān)廠商都在積極擴產(chǎn)，加快設(shè)備更新，提高研發(fā)力度。

出貨量激增：2025年上半年，國內(nèi)頭部企業(yè)單壁漿料出貨量已達1000噸，預(yù)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(yè)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(qū)動：三大應(yīng)用場景開啟需求裂變

單壁碳納米管（SWCNT）最初主要應(yīng)用于科研與小眾材料領(lǐng)域，但隨著新能源與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進入深水區(qū)，其市場需求正迎來加速裂變。

在應(yīng)用技術(shù)上，SWCNT漿料已成為主流產(chǎn)品形態(tài)。固態(tài)電池正極中導(dǎo)電劑添加量是傳統(tǒng)液態(tài)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(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)完整性。隨著固態(tài)電池加速量產(chǎn)，單壁碳管需求呈現(xiàn)倍增趨勢。傳統(tǒng)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(xiàn)應(yīng)用驗證。行業(yè)判斷，未來五年內(nèi)，單壁管將在電池導(dǎo)電劑領(lǐng)域占據(jù)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(xiàn)出更大的潛在空間。研究表明，鈉電池對導(dǎo)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(xiàn)規(guī)?；逃?，單壁碳管的需求將遠超行業(yè)預(yù)期。

除能源領(lǐng)域外，半導(dǎo)體與高端電子亦為SWCNT開辟了戰(zhàn)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(jié)點下仍具備優(yōu)異性能，被視為后摩爾時代的關(guān)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(shù)的核心基礎(chǔ)材料。

三、技術(shù)路線：CVD法成為產(chǎn)業(yè)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(xué)氣相沉積法（CVD）三種路線。

其中，CVD法和電弧法被認為是產(chǎn)業(yè)化的主流路徑。一般而言,由于電弧區(qū)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(jié)構(gòu)(如直徑和手性)的可控性較差,而且很難進一步提高產(chǎn)量和質(zhì)量。相比之下，CVD法因溫場更可控、工藝可調(diào)性強、放大路徑清晰，成為國內(nèi)企業(yè)的首選，并已實現(xiàn)規(guī)模供貨。隨著工藝持續(xù)迭代，未來多種方法并存甚至協(xié)同突破的格局仍有可能。但在高端電子、半導(dǎo)體等對陣列管質(zhì)量要求極高的應(yīng)用場景中，CVD路線優(yōu)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(xué)氣相沉積法的設(shè)備簡單，可半連續(xù)或連續(xù)生產(chǎn)，故最有可能實現(xiàn)低成本、大量制備高質(zhì)量單壁碳納米管。

然而，浮動床法仍面臨“三大技術(shù)挑戰(zhàn)”：

溫場控制：前端催化劑高溫裂解，中部碳管生長要求溫場穩(wěn)定，尾部收料區(qū)需要快速降溫停止反應(yīng)，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(yīng)，因此要求內(nèi)部流場湍流化，提高碳源利用率；

連續(xù)收料：目前大部分浮動床設(shè)備受限于溫場控制、密封技術(shù)等，還不具備連續(xù)化收料功能，無法真正做到規(guī)?；慨a(chǎn)。

我司采用浮動床法路線，結(jié)合單壁碳納米管生長工藝，對爐內(nèi)溫場、流場進行了針對性設(shè)計，增加了連續(xù)收料結(jié)構(gòu)，真正解決了產(chǎn)業(yè)化面臨的三大技術(shù)挑戰(zhàn)。

四、未來展望：從“三難”到“新機”

標準化推動行業(yè)洗牌
隨著產(chǎn)能擴張加速，行業(yè)競爭將從“有無問題”轉(zhuǎn)向“質(zhì)量、產(chǎn)能、成本”。誰能率先建立統(tǒng)一的質(zhì)量標準、檢測方法與應(yīng)用規(guī)范，率先實現(xiàn)大規(guī)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(yīng)用驅(qū)動技術(shù)升級
半導(dǎo)體、機器人、柔性電子等高端領(lǐng)域的需求，將倒逼企業(yè)在手性控制、純度提升、連續(xù)化生產(chǎn)等環(huán)節(jié)實現(xiàn)突破。與此同時，應(yīng)用場景也在持續(xù)拓展：從鋰電導(dǎo)電劑延伸至儲能電池、超級電容、復(fù)合材料與柔性電子，市場空間不斷放大。

規(guī)?；c降本成為必然
連續(xù)化工藝有望成為主流，通過產(chǎn)能提升、能效優(yōu)化和溶劑回收等方式降低成本，使單壁碳納米管真正實現(xiàn)規(guī)?；?/span>和商業(yè)化。

產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)協(xié)同成為關(guān)鍵
單壁碳納米管的發(fā)展需要設(shè)備企業(yè)、材料企業(yè)、下游應(yīng)用端共同構(gòu)建創(chuàng)新生態(tài)。中杭嘉悅等設(shè)備企業(yè)通過精準溫場控制、氣體預(yù)熱系統(tǒng)、連續(xù)收料設(shè)計等技術(shù)，為產(chǎn)業(yè)化提供底層支撐，成為行業(yè)放量的“幕后推手”。

可以預(yù)見，單壁碳納米管正從“實驗室珍品”邁向“工業(yè)商品”，其背后是材料創(chuàng)新、裝備突破與市場需求的同頻共振。未來三年，隨著產(chǎn)能釋放與技術(shù)迭代，行業(yè)將進入標準化、規(guī)模化、高端化三重驅(qū)動的新階段。誰能掌握核心技術(shù)、建立產(chǎn)業(yè)生態(tài)，誰就能在這條千億級賽道中占據(jù)主導(dǎo)地位。

五、中杭嘉悅的技術(shù)路徑與規(guī)劃

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

在裝備迭代上，嘉悅已完成從實驗型設(shè)備到三代連續(xù)量產(chǎn)機的升級：

 實驗型，僅供實驗室所需

一代機實現(xiàn)了半連續(xù)化收料，滿足小批量供貨；

二代機在爐管與混氣結(jié)構(gòu)方面優(yōu)化，提升了產(chǎn)能與穩(wěn)定性；

三代機則進一步引入連續(xù)收料、集中監(jiān)測和安全防爆設(shè)計，單日產(chǎn)能達到千克級，為未來百噸級量產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

更進一步，我司在前端催化劑活化中引入了等離子體技術(shù)，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(fā)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(jié)構(gòu)，滿足客戶精細化調(diào)控需求。

基于自研裝備生產(chǎn)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(dǎo)電劑及復(fù)合材料等應(yīng)用需求。

憑借在裝備與工藝兩端的協(xié)同創(chuàng)新，中杭嘉悅正成為推動單壁碳納米管產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵力量！