2018年中國不同導電劑、導電劑市場、應用場景發(fā)展趨勢：新型電池材料-碳納米管[圖]

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

    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(tǒng)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。但由于摻雜量較小，落實到單位成本，碳納米管僅是炭黑單位成本的1.7-5倍。由于導電劑成本在鋰電池中占比較小，犧牲部分小成本而獲得材料克容量增大、循環(huán)性能更好等優(yōu)勢成為下游鋰電池廠商的權衡考慮。

    不同導電劑的價格對比

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    2018年由于技術升級，高端產(chǎn)品迭代，價格與17年基本持平。由于我國對于碳納米管導電劑的運用十分廣泛，導電劑行業(yè)整體的國產(chǎn)化率已由2014年13%上升至2018年31%。國產(chǎn)化材料具有的成本優(yōu)勢有望助力國內(nèi)碳納米管的價格進一步下降，競爭力獲得提升。

    2014-2018年中國鋰電池導電劑國產(chǎn)化率

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    炭黑是黑色粉末狀物質(zhì)，由含碳物質(zhì)（主要為煤焦油）在空氣不足的條件下經(jīng)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。橡膠用炭黑用量約占總用量的90%，而導電炭黑則在其中占比不足5%。因此炭黑的價格主要受到下游橡膠行業(yè)的需求和上游煤焦油價格的影響，短期內(nèi)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占據(jù)優(yōu)勢。

    碳納米管具有導電性能優(yōu)越，添加量小，提升壓實密度等優(yōu)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(nèi)2018年碳納米管導電漿料市場出貨量為3.25萬噸（含CNT/石墨烯復合漿料，純碳納米管導電漿料2018年出貨量2.85萬噸），同比增長26.3%。導電劑中碳納米管占比由2014年的14%快速上升至2018年的32%。

    2014-2018年全球碳納米管導電漿料出貨量

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    2014-2018年導電劑中碳納米管占比

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    二、導電劑市場

    世界主要國家均在大力發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)，并限制燃油車的銷售。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(qū)國家更是將非電動汽車全部禁售。

    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）三年復合增長率達到62%。

    2014-2018年國內(nèi)動力電池裝機量

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    受動力電池驅(qū)動，2018年全球碳納米管導電漿料用于動力鋰電池的產(chǎn)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(chǎn)值將超過30億元，未來5年復合平均增長率達到32.2%。

    2014-2021年動力鋰電池用碳納米管產(chǎn)值及預測

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    作為較為成熟市場，消費電池出貨量高位穩(wěn)定。2018年全球數(shù)碼電池出貨量同比下滑10.7%至68.3GWh。國內(nèi)2018年數(shù)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(xiàn)實設備、無人機等等領域都有增長點。碳納米管應用在數(shù)碼電池的增長較為平穩(wěn)。

    2014-2018年全球數(shù)碼電池裝機量

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    2014-2018年國內(nèi)數(shù)碼電池裝機量

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    未來5年全球碳納米管導電漿料需求量將保持40.8%的年復合增長率，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年后到市場空間達到43.3億元，是目前13.8億空間的的3.14倍。

    2014-2023年全球碳納米管導電漿料需求量預測

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    三、應用場景

    提升電池的能量密度一直是產(chǎn)業(yè)界最為關心的問題。短期內(nèi)，它與補貼政策息息相關，長期角度，它是實現(xiàn)傳統(tǒng)燃油車替代的關鍵。鋰電池系統(tǒng)具有“木桶效應”，其能量密度提升的瓶頸在于正極材料，目前整體能量密度限制在200-240Wh/kg左右。

    由于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(xiàn)出良好的性能：1）優(yōu)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(jié)構穩(wěn)定性至關重要，而碳納米管具有很好的化學穩(wěn)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(jié)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(qū)動。國內(nèi)硅碳負極出貨量為5440噸，同比增長2.3倍，占負極材料比例為2.8%。隨著特斯拉中國工廠建成，加上國內(nèi)主流動力企業(yè)如比亞迪對于硅碳的進一步重視，我們預計硅碳負極出貨量增速將保持高位。

    國內(nèi)負極材料類型構成

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    碳納米管行業(yè)目前處于高速發(fā)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(tǒng)計，出貨量第一的公司為天奈科技，市占率達到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所占市占率達到88%。按市值統(tǒng)計與按出貨量統(tǒng)計的結(jié)果無太大區(qū)別，天納科技面向高端市場，按產(chǎn)值的市場空間進一步增大至34%。

    碳納米管的下游客戶主要是鋰電池廠商，鋰電池行業(yè)也具有較高的集中度，導致碳納米管企業(yè)的客戶集中度處于較高的水平。