碳納米管行業深度研究:快速崛起的新型電池材料

(獲取報告請登陸未來智庫www.vzkoo.com。)

1. 技術替代效應顯著,碳納米管市場進入爆發期

1.1. 導電劑是碳納米管材料最常見應用場景

碳納米管是一種新型的碳結構材料,微觀外形是同軸圓管,管壁為數層呈正六邊形 結構的碳原子。徑向尺寸(沿管)為微米量級,軸向尺寸(橫截面)為納米級,因 此被稱為碳納米管。1991 年由日本電子公司(NEC)的飯島博士發現。

碳納米管行業深度研究:快速崛起的新型電池材料

正六邊形的碳結構具有優良的物化性質。1)高導電導熱:碳原子最外層是 4 個電 子,當每個碳原子提供一個電子與另外三個碳原子成鍵之後,剩下的一個電子變為 遊離態,脫離單個碳原子的束縛在結構內自由運動,顯示金屬一般的導電性。導熱 分為電子導熱和聲子導熱,而聲子導熱主要取決於材料剛性,因而材料的導熱性能 也十分優異。2)優異力學性能:碳原子化學鍵間的 120 度夾角(鍵角)符合雜化 成鍵(SP2 雜化)的最佳角度,因而微觀結構上具有很強穩定性,材料表現高力學 性能。3)潤滑防腐:由於結構類似石墨,因而材料也具有很好的潤滑效果。

碳納米管行業深度研究:快速崛起的新型電池材料

材料性質決定了產品用途。與“導電導熱”“力學性能”“潤滑防腐”對應的,碳納 米管被作為導電劑、增強材料、導熱劑在產業界具有廣闊的運用場景,形成了較為 廣闊的市場。

 增強材料:碳納米管具有與金剛石相當的硬度、較好的柔韌性。同時其長徑比 很高,非常適合作為“超級纖維”。若以其他工程材料作為基體,摻雜碳納米 管形成複合材料,可廣泛運用於航空航天、國防軍工等高精尖領域。

 潤滑添加劑:將碳納米管添加到潤滑油中,納米微粒能分佈在摩擦界面起到微 軸承的作用,進一步改善潤滑性能,減小摩擦。

 防腐劑:碳納米管微觀結構具有強化學穩定性,能夠摻雜在塗料裡達到防腐效 果,減少因腐蝕帶來的損失。

但以上用途目前仍只在較小範圍內使用,主要受到航空航天、國防等高精尖產業關 注,預計短期內不會達到大面積工業商用的地步。作為導電劑是目前應用最廣的場 景。

1.2. 正極材料導電劑更新換代,碳納米管迎來爆發期

鋰電池在充放電過程中,正負極極片上都有電流通過,電極電位偏離平衡產生極化。 極化電壓不合理會造成隔膜穿刺導致短路。產業研究顯示,目前鋰電池常用正極材 料磷酸鐵鋰/三元(NCM、NCA)僅依靠活性物質的導電性無法滿足電子遷移速率 要求,加強材料導電性成為必要處理工序。

由於材料改性、納米化等其他增加導電性的方式成本過高,目前採用導電劑包覆的 方式在正極材料中廣泛使用。導電劑的添加要求是必須且適量。在不添加導電劑時, 導電物質無法構建有效的導電網絡,導致電池內阻過大,無法正常功率放電。當導 電劑含量過高時,導電性能不會顯著提升,但會降低材料中活性物質的含量,導致 電池能量密度下降。

導電劑增加導電性的原理是添加高導電材料在正極、負極材料活性物質如磷酸鐵 鋰、石墨結構之間,起到相互鏈接的作用,將活性物質發生反應產生的小電流聚集, 最後彙集到集流體鋁箔、銅箔上形成大電流,向用電器輸送。

碳納米管行業深度研究:快速崛起的新型電池材料

常用鋰電池導電劑主要包括傳統導電劑(如炭黑、導電石墨、碳纖維等)和新型導 電劑(如碳納米管、石墨烯及其混合導電漿料等) 。炭黑是目前最為廣泛使用的導 電劑,價格低廉但較大依賴進口。

不同導電劑的微觀結構各不相同,按包覆的接觸面積來分,可以大致分為點接觸(如 炭黑、導電石墨)、線接觸(碳納米管、碳纖維)和麵接觸(石墨烯)。接觸面積越 大,導電能力越好,但其生產工藝更加複雜,成本也更高。碳納米管的線接觸實際 上就是在活性物質的微粒上搭上“導電橋”,因此導電效果更好。

碳納米管行業深度研究:快速崛起的新型電池材料

碳納米管最顯著的優點來自於導電性能優異,從而滿足導電性要求下,其添加量可 以更小從而提升活性物質含量。研究發現,碳納米管與其他材料如石墨烯混合時, 導電性能更加優異。碳納米管電化學阻抗為 49.4,僅有傳統材料炭黑 SP 的一半。 採用與石墨烯混合阻抗更是降至 22.8。若用碳納米管代替炭黑,導電性的提升十分 可觀。

較少的摻雜量彌補了碳納米管高價的劣勢。一般而言,導電劑添加量為正極或負極 重量的 1%-3%。炭黑在正極材料中的添加量一般為 3%左右,而碳納米管、石墨烯 等新型導電劑的添加量可降低至 0.5%~1%左右,達到同樣的導電效果,碳納米管的 用量僅為炭黑的 1/6~1/2。2018 年傳統炭黑導電劑(SP)為 5.0-6.5 萬元/噸,而碳 納米管導電劑價格為 45-55 萬元/噸,單價為炭黑單價的 10 倍。但由於摻雜量較小, 落實到單位成本,碳納米管僅是炭黑單位成本的 1.7-5 倍。由於導電劑成本在鋰電 池中佔比較小,犧牲部分小成本而獲得材料克容量增大、循環性能更好等優勢成為 下游鋰電池廠商的權衡考慮。

國產替代持續,技術突破有望助力碳納米管材料價格更低。2017 年,碳納米管漿料 的價格約為 4 萬元/噸,較 2013 年已經下降至一半左右。2018 年由於技術升級,高 端產品迭代,價格與 17 年基本持平。由於我國對於碳納米管導電劑的運用十分廣 泛,導電劑行業整體的國產化率已由 2014 年 13%上升至 2018 年 31%。國產化材料 具有的成本優勢有望助力國內碳納米管的價格進一步下降,競爭力獲得提升。

碳納米管行業深度研究:快速崛起的新型電池材料

傳統導電劑炭黑價格波動小,對比碳納米管的經濟優勢逐漸縮小。炭黑是黑色粉末 狀物質,由含碳物質(主要為煤焦油)在空氣不足的條件下經不完全燃燒生成。按 照用途炭黑可分為橡膠用炭黑、色素用炭黑、導電炭黑和專用炭黑,其中橡膠用炭 黑又可分為輪胎用炭黑和其他橡膠用炭黑。橡膠用炭黑用量約佔總用量的 90%,而 導電炭黑則在其中佔比不足 5%。因此炭黑的價格主要受到下游橡膠行業的需求和 上游煤焦油價格的影響,短期內降價幅度不大。因此隨著碳納米管的技術成熟,與 替代品中的價差縮小使得碳納米管逐漸佔據優勢。

碳納米管行業深度研究:快速崛起的新型電池材料

綜合性能、成本和製造難度考慮,碳納米管逐漸成為產業界的首選,替代炭黑的趨 勢非常明顯。碳納米管具有導電性能優越,添加量小,提升壓實密度等優點,隨著 技術逐漸成熟,成本逐漸可控。2018 年全球碳納米管導電漿料市場出貨量為 3.44 萬噸,同比增長 25.9%,國內 2018 年碳納米管導電漿料市場出貨量為 3.25 萬噸 (含 CNT/石墨烯複合漿料,純碳納米管導電漿料 2018 年出貨量 2.85 萬噸),同 比增長 26.3%。導電劑中碳納米管佔比由2014 年的 14%快速上升至 2018 年的 32%。 導電劑的存量角度,技術替代使得碳納米管迎來爆發期。

碳納米管行業深度研究:快速崛起的新型電池材料

1.3. 導電劑市場受到新能源汽車產業鏈強勢驅動,增量可觀

世界主要國家均在大力發展新能源汽車產業,並限制燃油車的銷售。世界各國各地 均提出了燃油車停售時間表,歐洲國家如荷蘭、挪威最為嚴格,禁售時間為 2025 年,距今只剩 5 年半時間,挪威作為電動汽車先驅國家更是將非電動汽車全部禁售。

面對政府規劃,世界各大車廠迅速作出反應。由於發達經濟體國家對於汙染排放的 格外重視,德國“三大家”更是提前了電動化規劃:

導電劑市場受到新能源汽車產業鏈強勢驅動,增量可觀。2018 年,全球動力電池出 貨量為 107GWh,同比增長 55.1%。其中,我國動力電池出貨量達 65GWh,同比增 長 46%,十二五期間(2015-2018)三年複合增長率達到 62%。

碳納米管行業深度研究:快速崛起的新型電池材料

受動力電池驅動,2018 年全球碳納米管導電漿料用於動力鋰電池的產值同比增長 21.2%至 8.8 億元。預計到 2023 年,中國動力鋰電池用碳納米管導電漿料市場產值 將超過 30 億元,未來5 年複合平均增長率達到 32.2%。

碳納米管行業深度研究:快速崛起的新型電池材料

作為較為成熟市場,消費電池出貨量高位穩定。2018 年全球數碼電池出貨量同比下 滑 10.7%至 68.3GWh。國內 2018 年數碼電池出貨量為 31.8GWh,同比下降 2.2%。 但隨著 5G 時代的到來,手機、虛擬現實設備、無人機等等領域都有增長點。碳納 米管應用在數碼電池的增長較為平穩。

碳納米管行業深度研究:快速崛起的新型電池材料

根據高工鋰電報告預測,在鋰電池領域,未來 5 年全球碳納米管導電漿料需求量將 保持 40.8%的年複合增長率,2021 年需求量達 10.82 萬噸,若按照目前 4 萬元/噸的 價格計算,3 年後市場空間達到 43.3 億元,是目前 13.8 億空間的 3.14 倍。

碳納米管行業深度研究:快速崛起的新型電池材料

1.4. 導電性拓展新的應用場景

1.4.1. 硅碳負極

提升電池的能量密度一直是產業界最為關心的問題。短期內,它與補貼政策息息相 關,長期角度,它是實現傳統燃油車替代的關鍵。鋰電池系統具有“木桶效應”, 其能量密度提升的瓶頸在於正極材料,目前整體能量密度限制在 200-240Wh/kg 左 右。但根據 2017 年 5 月印發的《汽車產業中長期發展規劃》中要求,到 2020 年動 力電池能量密度達到 300Wh/kg,力爭達到 350Wh/kg,這項目標不僅對目前的正極 材料提出了很大的挑戰,也同時要求著負極傳統石墨材料的更新換代。目前,產業 界認為硅碳負極是合理的選擇。

碳納米管行業深度研究:快速崛起的新型電池材料

由於硅原子的加入大大降低了導電性,因此硅碳負極與目前的正極材料一樣必須加 入導電劑。目前碳納米管導電漿料在硅基負極中表現出良好的性能:1)優異的導 電性彌補了硅原子帶來的不足。2)硅碳負極需要解決熱膨脹問題才可使用,因此 其束縛結構穩定性至關重要,而碳納米管具有很好的化學穩定性。3)極大的比表 面積可以有效的緩解硅基負極在鋰離子脫嵌過程中硅材料結構的坍塌。

2018 年全球硅碳負極出貨量達到 1.75 萬噸,同比增長 52.2%。主要受到松下-特斯 拉體系的強勢驅動。國內硅碳負極出貨量為 5440 噸,同比增長 2.3 倍,佔負極材料 比例為 2.8%。隨著特斯拉中國工廠建成,加上國內主流動力企業如比亞迪對於硅碳 的進一步重視,我們預計硅碳負極出貨量增速將保持高位。

碳納米管行業深度研究:快速崛起的新型電池材料

天奈科技目前已經和日韓知名動力鋰電池企業共同開發碳納米管導電漿料在硅基 負極中的應用,並且測試情況良好,預計未來將實現大批量供貨。我們假設未來三 年硅碳負極在負極材料中佔比分別上升至5%、7%、10%,碳納米管的摻雜比為1.5%, 導電漿料的粉體含量為 4%,測算 2019-2021 年碳納米管漿料需求量分別為 0.47、 0.85、1.6 萬噸,年複合增長率為 97.9%。

1.4.2. 導電塑料

碳納米管優越的導電性除了在鋰電池材料被運用,還能成為塑料的添加劑製造導電 塑料。方法主要是將碳納米管材料做成與樹脂等基底材料相匹配的導電母粒,再添 加到各種塑料中。導電塑料的應用場景十分廣泛,半導體、防靜電材料、集成電路 包裝、電磁波屏蔽等領域都有著對導電塑料需求。碳納米管已經憑藉其優越的導電 性能和力學性能,用來提升導電塑料的導電性和結構強度,已經顯示出巨大的應用 價值。

碳納米管行業深度研究:快速崛起的新型電池材料

導電塑料的目前應用體量較小,國內碳納米管企業僅有天奈科技有少量出貨,公司 已與各大國際知名化工企業包括沙特 SABIC、道達爾、科萊恩、普立萬都展開了合 作,開始了產品認證程序。對 SABIC 公司已完成產品測試。未來導電塑料領域有望 成為碳納米管另一大應用場景,催生廣闊市場。

2. 高技術壁壘保證行業高毛利

2.1. 生產技術難度大,行業毛利率高

鋰電用碳納米管行業的生產主要分為兩步:1)生產粉體 2)混漿。粉體的生產方法 包括電弧法、化學氣相沉積法、催化熱分解法等。化學氣相沉積法具有反應易控制、 能源消耗小、副產物少,單批次產量高等特點,產業界綜合考慮成本及生產效率等 因素,目前均採用了基於化學氣相沉積法批量製備碳納米管的工藝。

化學氣相沉積法的原料氣一般為丙烯和氮氣,為基本化學品。工藝的關鍵是催化劑, 催化劑不僅決定了反應的速率和反應程度,還能控制碳納米管的生成方向。

碳納米 管影響導電性的兩個核心指標是長徑比和碳純度,長徑比越高(管體越細長)碳純 度越高,碳納米管性能越好。優秀的催化劑具有與碳納米管管體大小相匹配的顆粒, 控制碳納米管的直徑,而引導碳原子朝徑向生成,生成更“細長”的碳納米管管體。

碳納米管行業深度研究:快速崛起的新型電池材料

鋰電池用碳納米管漿料的第二部是混漿。其工藝流程較為簡單,附加值不高。主要 是將分散劑、溶劑和碳納米管溶解、分散形成漿料。

分散劑的主要作用是將團聚狀態的碳納米管粉末有效的散開到漿料中,到後續混合 正極材料時能分散到各微粒間實現“搭橋”的功能。溶劑的主要作用除了溶解外, 還需要粘結集流體,有油系溶劑 NMP(N-甲基吡咯烷酮)與水系去離子水兩種選 擇。目前產業界鋰電池正極主要以油性為主,佔比達到 90%左右。

碳納米管行業深度研究:快速崛起的新型電池材料

兩個步驟綜合來看,由於催化劑作為工藝中最核心的原料不參與反應,沒有消耗, 因此碳納米管生產的毛利率較高,行業龍頭天奈科技 2018 年的毛利率達 40.4%。收 入構成中另一大部分來自於原材料,佔收入比為 39.3%。,三順科技毛利率為 45.6% 原材料佔收入比為 29.7%,同樣為佔比最大的兩個部分。從原材料採購金額中可以 看到,

天奈科技溶劑 NMP 佔比達到 88.0%,遠超其他原材料。

碳納米管行業深度研究:快速崛起的新型電池材料

碳納米管行業深度研究:快速崛起的新型電池材料

NMP 價格對業績彈性大,但波動範圍較小。考慮到原材料 NMP 成本很高,NMP 對利潤彈性也很高。按照天奈科技招股書的測算,NMP 價格上漲 10%將導致公司 利潤總額減少 1085 萬,使得 2018 年的利潤總額減少 13.91%,其中的假定是出售價 格不變,但實際上 NMP 成本有較大向客戶傳遞的可能。主要考慮到混漿工序有代 工的選擇,如比亞迪與青島昊鑫 2018 年以前曾有,由比亞迪提供 NMP 原材料,青 島昊鑫加工的情況,此時 NMP 不計入原材料成本。同時,NMP 屬於基礎化工品, 原料價格波動主要取決於上游原材料 BDO(1,4-丁二醇)。自 2019 年以來,NMP 現 貨價基本穩定在 15000 元/噸。自 2015 年以來,NMP 價格最高不超過 18000 元/噸 左右,振幅較小。

碳納米管行業深度研究:快速崛起的新型電池材料

考慮到混漿工序僅僅是將原材料混合,附加值不高,而總成本佔比最大部分—— NMP 是混漿部分的原材料,因此混漿工序的毛利率應當在較低的水平。考慮碳納米 管行業總體毛利率在 40%左右,碳納米管粉體生產過程毛利率應在 40%以上,屬於 高盈利行業。

2.2. 產學結合,高研發投入形成高技術壁壘

碳納米管粉體的製備工藝依託於學術界的不斷研究。碳納米管是納米級材料,屬於 高端化工行業。最早由日本 NEC 公司基礎研究實驗室飯島博士發現,由於結構特 殊被認為具有極高的理論研究和實際應用價值,隨後學術界對其進行了大量研究。 直到 2007 年日本首次開發出在大面積金屬板上合成大量單層碳納米管的技術,採 用了“Super Growth”化學氣相生成法,為後來產業化的奠定基礎。

碳納米管行業深度研究:快速崛起的新型電池材料

製備工藝的國產化首先也是從高校研究結構開始的,產業界藉助產研合作、購買專 利等的方式實現商業化,目前行業內各大企業都有出身高校研究所的科研專家。生 產專利技術為行業鑄造了較高的進入壁壘。

 天奈科技:技術源自清華大學技術專利。2001-2008 年,清華大學連續發佈關 於碳納米管制備、純化、應用、優化等 19 項技術專利。2006 年,清華大學發 布“基於納米聚團流化原理的高純度碳納米管批量製備基礎研究”從原理上解 決了碳納米管連續化宏量製備生產的難題。2007 年李琦李博士與兩位合夥人注 冊北京天奈科技,獨家買斷清華大學的授權專利,成功建成年產 500 噸碳納米 管及年產 1000 噸數層石墨烯生產線。2010 年,以鄭濤為代表的新團隊陸續加 入公司形成新的核心技術團隊,在產業角度對產品進行不斷改良。截止目前, 公司已獲得中國國家知識產權局授權 8 項發明專利及 16 項使用新型專利,清 華大學獨佔 19 項發明專利、美國知識產權局授權 3 項發明專利以及日本特許 廳授權 1 項使用新型專利。

 三順納米:公司採取產學研結合的合作研發模式,與北京化工大學、中山大學 惠州研究員、廈門大學、廣州醫科大學等高校建立了產學研合作關係。

 青島昊鑫:復旦大學化學系博士生導師及研究員董安鋼博士為團隊核心技術成 員。目前公司正自主研發碳納米管粉體、漿料的生產技術。

另一方面,碳納米管作為新興行業,更新換代速度較快快,對企業的持續創新能力 要求更高。以天奈科技為例,公司在短短 2 年內已完成主力產品從第一代到第二代 的更新,同時第三代產品已經開始放量。公司第一代碳納米管導電漿料產品主要用 於磷酸鐵鋰電池,其導電性能相對較低,但具備低成本優勢。第三代產品碳納米管 直徑 10-15 納米,長度 3-10 微米,更細更長導電性能優越,適配與高鎳三元電池。

碳納米管行業深度研究:快速崛起的新型電池材料

為保持持續的產品競爭力,行業內公司持續加大研發投入。2018 年,天奈科技研發 投入 1640 萬元,佔總營收比重為 5.0%。德方納米(包含正極材料)研發投入 4446 萬元,佔營收比重為 4.22%。2017 年上半年,三順納米研發費用 637.2 萬元,佔比 達 10.9%。總體來看,行業內公司研發費用率在 5%左右。

碳納米管行業深度研究:快速崛起的新型電池材料

但作為鋰電池材料,碳納米管材料的性能還需要考慮與其他材料的配合是否良好。

因此,碳納米管生產企業需要將產品送到下游客戶廠商檢驗,鋰電池廠商採用後製 成鋰電池,再綜合評價碳納米管材料的優劣。因此,僅僅考慮上述兩個指標對碳納 米管材料進行評價是不夠的,客戶認證也是性能優越的重要標誌。

3. 綁定核心優質客戶是快速拓展市場關鍵

3.1. 行業擴產較為保守,預計供需偏緊

目前行業內主要企業的產能規劃能夠滿足需求,2018 年天奈科技、德方納米和青島 昊鑫的產能分別為 1.1、0.53 和 1 萬噸(青島昊鑫含石墨烯產能),2017 年三順納米 產能達到 0.26 萬噸。2018 年天奈科技、青島昊鑫產能利用率分別為 71.7%、68.7%。 考慮到行業整體 2018 年需求約為 3 萬噸,行業的產能規劃基本能夠滿足需求,其 產能利用率處於高位。

碳納米管行業深度研究:快速崛起的新型電池材料

面對未來廣闊的市場,行業內主要企業均有擴產計劃。

 天奈科技近期首次公開發行募集資金將投向“3000 噸碳納米管與 8000 噸導電 漿料及年收集 450 噸副產物氫項目”、“石墨烯、碳納米管與副產物氫及相關復 合產品生產項目”、“碳納米材料研發中心建設項目”,總投資 10.3 億元。其中,“石墨烯、碳納米管與副產物氫及相關複合產品生產項目”將與 2020 年形成 年產 300 噸石墨烯、3000 噸碳納米管、10000 噸導電漿料、2000 噸碳納米管導 電母粒的產能,2020 年碳納米管導電漿料產能達 2 萬噸。

 三順納米投建“年產 1 萬噸碳納米管導電漿料及 4000 噸硅基負極材料建設項 目”項目總投資 5.67 億元,全部為自有資金,預計 2020 年 8 月投入使用。屆 時碳納米管導電漿料產能將達到 1.25 萬噸左右。

 青島昊鑫規劃 2019 年導電劑產能由目前1 萬噸增加至 1.72 萬噸。

 集越納米至 2019 年初完工產能 1.2 萬噸。

預計到 2020 年,行業前四公司合計產能 6.2 萬噸左右。考慮到預計 2020 年碳納米 管導電劑需求達到 8.2 萬噸,我們認為供需在短期仍然偏緊。

3.2. 降價趨勢清晰,但幅度受供需限制

碳納米管行業產品價格總體呈上升趨勢,行業整體保持在 4 萬元/噸左右。主要原因 是行業處於行業快速發展期,新世代的產品更加優越的性能能形成一定程度的溢 價,同時更為複雜的工藝以及更為嚴格的原材料要求也促使成本上行。兩個因素疊 加導致新世代產品單價大大高於舊世代產品。如天奈科技 2018 年推出第三代產品 的單價為 5.83 萬元/噸,高於第一、第二代產品 3.1、1.0 萬元/噸。

碳納米管行業深度研究:快速崛起的新型電池材料

從細分產品看,一旦產品被更新,舊的一代產品不是性能最佳失去了技術溢價後, 價格便會迅速回落。如天奈科技第二代產品已由 2016 年的 6.1 萬元/噸降至 4.75 元/ 噸,年均降幅 12%。

類比其他材料,碳納米管價格下行趨勢較為清晰。隨著新能源汽車補貼政策逐漸退 坡,車廠將成本向上遊傳遞,近年來動力電池及動力電池各大材料都面臨了產品價 格大幅下降,盈利情況惡化的情況。動力電池方面磷酸鐵鋰電池和三元(NCM)電 池都由 2014 年的 2.8-3 元/Wh 下降至 2019 年初 1.2 元/Wh 左右。與碳納米管類似, 同樣具有高技術壁壘,盈利性較好的隔膜價格同樣也是經歷了較大的下滑。溼法隔 膜的價格從 2014 年初接近6 元/平下降至 2019 年 1-2 元/平左右。碳納米管行業目前 仍處於盈利性較好的階段,隨著技術不斷成熟,價格未來有下降的趨勢。

碳納米管行業深度研究:快速崛起的新型電池材料

隨著行業不斷髮展,技術不斷成熟,產品的長徑比以及碳純度等指標已經達到了很 高的水平,新產品的迭代速度已經放慢。同時考慮到供需偏緊,我們預計碳納米管 的價格下降幅度不大。

3.3. 客戶集中度高,拓展客戶是關鍵

碳納米管行業目前處於高速發展階段,2018 年市場空間在 10 億元左右。而納米化 工具有較高的技術要求,進入壁壘較高。高壁壘的小市場造成了目前的市場格局— —玩家較少,集中度較高。2018 年按出貨量統計,出貨量第一的公司為天奈科技, 市佔率達到 30%。前五大公司為天奈科技、三順納米、集越納米、青島昊鑫和德方 納米,TOP5 所佔市佔率達到 88%。按市值統計與按出貨量統計的結果無太大區別, 天納科技面向高端市場,按產值的市場空間進一步增大至 34%。

碳納米管行業深度研究:快速崛起的新型電池材料

碳納米管的下游客戶主要是鋰電池廠商,鋰電池行業也具有較高的集中度,導致碳 納米管企業的客戶集中度處於較高的水平。德方納米、青島昊鑫前五大客戶的銷售 收入佔比達到了 90%以上。

國內國際鋰電池市場集中度處於較高水平。2018 年,國內動力電池市場雙龍頭CATL 與比亞迪合計佔據了 58.7%的市場;全球動力電池市場前四企業 CATL、松下、比 亞迪和 LG Chem 形成了較為明顯的第一梯隊,合力佔據了 72%的市場。全球鋰電 池行業(含動力電池、消費電池和儲能電池)前五大企業也佔據了 45%的市場。 市場空間的消化需要落實到具體的客戶,進入優質客戶的供應鏈體系是短期內搶佔 市場的關鍵。同時,作為典型的材料廠商,碳納米管的性能要綜合其他材料反映到 最終產品——鋰電池上,鋰電池生產企業對原料的性能、批次穩定性、交貨期和供 應的及時性等要求很高加上客戶更換原料供應商的成本較高,因此鋰電池生產企業 在選定供應商前均會對供應商的生產設備、研發能力、生產管理、產品的性能和產 品質量控制能力進行嚴格的考察和遴選。業務關係一旦建立,就會在相當長的時間 內保持穩定。新進入者需要較高的成本和較長的時間才能在行業立足。

行業特性使 得碳納米管導電劑行業具有較高的客戶壁壘。

碳納米管行業深度研究:快速崛起的新型電池材料

碳納米管行業深度研究:快速崛起的新型電池材料

天奈科技是目前客戶質量最高的碳納米管生產企業,其客戶包括ATL、比亞迪、CATL 等。其中,公司對比亞迪出貨量較大,滲透率較高,是比亞迪的核心供應商。作為 比亞迪的另一核心供應商青島昊鑫也擁有國軒高科、ATL 的訂單。三順納米的產品 主要用於消費電池領域,出貨三星 SDI、匹克等消費電池巨頭。

碳納米管行業深度研究:快速崛起的新型電池材料

從下游客戶角度來看,國內動力市場比亞迪、國軒高科是使用碳納米管導電劑先驅。

2017 年比亞迪向天奈科技、青島昊鑫兩家供應商採購了 1.17 億元碳納米管導電漿 料(含碳納米管+石墨烯混合漿料) ,2018 年天奈科技向比亞迪出貨 1.13 億元。考 慮到 2017 年比亞迪電池出貨量為 5.4GWh,若按照 1GWh 電池使用 0.2 萬噸正極材 料,碳納米管分體的摻雜比為 1%,碳納米管漿料的粉體質量佔比為 4%計算,漿料 4 萬元/噸,可測算出比亞迪幾乎所有的電池均採用了新型碳納米管導電劑。國軒高 科的碳納米管導電劑使用量也十分可觀。

目前寧德時代 CATL 用量較小,主要使用傳統導電劑。2018 年寧德時代向天奈科技 材料 1955 萬元碳納米管導電劑,經測算約對應 0.98GWh 的電池,佔比不高。目前, CATL 與青島昊鑫開展商務談判和技術談判,並接受青島昊鑫產品進行了送樣檢測。 國內市場期待寧德時代的導電劑產品升級,碳納米管需求量大增。

碳納米管行業深度研究:快速崛起的新型電池材料

海外市場目前主要集中在消費電池領域,三星 SDI 向三順納米採購碳納米管導電劑 用於 3C 電池。目前日韓動力電池企業在鋰電池導電劑方面主要使用的是炭黑和 VGCF,如松下,碳納米管目前處於測試認證階段。LG 集團自身有碳納米管導電劑 的生產能力,目前自給自足。未來隨著國內碳納米管產品在松下、LG 等日韓企業 認證通過,海外市場有望實現突破。

4. 相關標的

4.1. 天奈科技

天奈科技成立於 2011 年,以納米級碳材料及相關產品的研發、生產及銷售為核 心業務,是具有自主研發能力的高新技術企業。公司產品有碳納米管粉體、碳納米 管導電漿料、石墨烯複合導電漿料、碳納米管導電母粒等。在鋰電池領域,公司和 國內知名鋰電池企業建立了長期客戶關係,最近兩年公司碳納米管導電劑產品出貨 量、銷售額均位居行業第一。在導電塑料領域,公司與國際大型化工企業開展深度 合作,公司生產的碳納米管導電母粒產品已得到部分客戶認可並開始小量供貨。

目前公司是國內最大的碳納米管生產企業, 共獲得 47 項專利,在行業內處於 領先水平。公司研發的碳納米管制備技術已授予 SABIC 公司使用並收取技術授權 費。另外,公司還作為行業代表參與制定多項碳納米管導電漿料相關的國家及國際 標準(GB/T 33818-2017,ISO/TS 19808 等)。

碳納米管行業深度研究:快速崛起的新型電池材料

公司以碳納米管粉體為核心產品,原因在於其分散難度較大,國內鋰電池生產 企業傾向於採購已經分散好的碳納米管導電漿料,使用更為方便。公司碳納米管粉 體以出口為主,銷售佔比較少。

在鋰電池領域,公司主要客戶涵蓋比亞迪、ATL(新能源科技)、CATL(寧德時代)、 天津力神、孚能科技、欣旺達、珠海光宇、億緯鋰能、卡耐新能源、中航鋰電、萬 向等國內一流鋰電池生產企業。公司與這些客戶保持多年的合作關係,並在新產品 研發和產業化方面長期合作。在導電塑料領域,公司和 SABIC、Total、Clariant 和 Polyone 等知名國際化工企業展開合作,共同推廣碳納米管在下游領域的新應用。 在芯片製造領域,公司與美國 Nantero 公司開始建立客戶關係,公司高純碳納米管 產品已經開始送樣測試。

4.2. 道式技術

廣東道氏技術股份有限公司成立於 2007 年 9 月, 作為建築材料行業內最大的 釉面材料生產企業之一,公司技術實力和經營規模均在業內處於龍頭地位,主營業 務包括標準化的陶瓷原材料研發、陶瓷產品設計、陶瓷生產技術服務、 導電劑等 領域。公司核心產品為陶瓷墨水,具有明顯的規模優勢和技術優勢,處於國產陶瓷 墨水領先地位,產品的質量和性價比都得到了客戶的認可。公司的研發創新能力、 產品與服務能力,處於行業領先地位。

近年來,道氏技術開展了一系列投資併購活動。2016 年,道氏技術以 1.78 億收購青島昊鑫 55%股權,進入石墨烯和碳納米管導電劑領域;2017 年,增持佳納能 源 51%股份,推進鈷鹽和三元前驅體業務;2018 年,收購佳納能源剩餘 49%股份、 青島昊鑫剩餘 45%股份。現在,公司以子公司佳納能源、青島昊鑫和宏瑞新材料作 為進行新能源材料研發、生產和銷售的主體,成為能夠為電池生產企業提供一體化 解決方案的供應商。

2016 年起, 受益於子公司業務並表,道氏技術銷量穩步增加、業績大幅提升。 近三年公司營業收入增速均超過 100%、歸母淨利潤增速均超過 40%。2018 年, 道 氏技術實現營業收入 35.44 億元,同比增長 109%,實現歸母淨利潤 2.22 億元,同 比增長 46%。

碳納米管行業深度研究:快速崛起的新型電池材料

2018 年,道氏技術完成收購青島昊鑫。作為國內能進行石墨烯導電劑規模化生 產及銷售的少數企業之一,青島昊鑫以石墨烯導電劑和碳納米管導電劑為主要產 品。青島昊鑫擁有完整的導電劑產品線,競爭優勢明顯,客戶涵蓋比亞迪、國軒高 科等鋰電池行業龍頭企業。近年來,隨著鋰電池行業大幅擴產,以及尋找新型導電 劑的需求,青島昊鑫導電劑業務業績逐步提升。

碳納米管行業深度研究:快速崛起的新型電池材料

青島昊鑫以鋰電池企業為目標客戶,分別於 2015年 7月、2016年 5月和 比亞迪、國軒高科開始展開穩定持續的合作。近幾年納米導電劑剛實現技術突 破並開始被大量應用於鋰電市場,比亞迪和國軒高科是國內應用最早、用量最 大的兩家企業。比亞迪、國軒高科的供應商名單已經納入青島昊鑫,青島昊鑫向兩家公司的銷售量穩步增加。

碳納米管行業深度研究:快速崛起的新型電池材料

獲取報告請登陸未來智庫www.vzkoo.com。

"


分享到:


相關文章: