【华创电新彭广春 | 行业深度】导电剂行业深度报告:导电炭黑开启国产替代,碳纳米管渗透持续提速
（以下内容从华创证券《【华创电新彭广春 | 行业深度】导电剂行业深度报告:导电炭黑开启国产替代,碳纳米管渗透持续提速》研报附件原文摘录）
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3）行业趋势：短期看铁锂“回潮”，中长期看高镍三元、硅碳负极渗透率提升。短期看，由于磷酸铁锂正极中CNT添加量更大，21年以来磷酸铁锂电池回潮促进CNT导电浆料渗透率提升；中长期看，能量密度提升核心诉求驱动下，高镍三元、硅碳负极等需求增加将使碳纳米管导电浆料渗透率进一步提升。 ？投资建议：建议关注1）受益于行业高增β及渗透率提升α的碳纳米管标的：天奈科技、道氏技术等；2）导电炭黑国产替代先锋：黑猫股份等。 ？风险提示：碳纳米管渗透不及预期；硅基负极渗透不及预期；新能源汽车销量不及预期；导电炭黑国产化不及预期等。 投资主题 报告亮点 本文详细介绍了目前锂电用导电剂体系，对比了传统导电剂与新型导电剂的优劣，通过复盘锂电导电剂的发展历史展望未来多元复合化的发展趋势，并详细阐述导电炭黑国产化趋势及碳纳米管α+β的高速增长趋势，把握传统导电剂国产替代及新型导电剂渗透率持续攀升带来的投资机遇。 投资逻辑 1）导电炭黑：关注供不应求下的国产化机遇。 21年以来行业供需紧张，为国产替代打开窗口期。供给端海外企业扩产意愿弱、进度慢，需求端受益于储能、动力电池市场的带动，锂电用导电炭黑呈现供不应求态势，为国内企业转型创造了最佳的窗口期，看好国内炭黑企业实现技术突破、产能扩张进而实现国产替代。我们预计到2025年全球导电炭黑需求量约5.84万吨，复合增长率23.4%，国内具备强产品力及产能快速扩张能力的企业有望在本轮导电炭黑国产替代中享受先发优势。 2）碳纳米管：行业高增β+CNT渗透率提升α，行业维持高增速。 短期看铁锂“回潮”，中长期看高镍三元、硅碳负极渗透率提升。短期看，由于磷酸铁锂正极中CNT添加量更大，21年以来磷酸铁锂电池回潮促进CNT导电浆料渗透率提升；中长期看，能量密度提升核心诉求驱动下，高镍三元、硅碳负极等需求增加将使碳纳米管导电浆料渗透率进一步提升。我们预计2025年市场正极/硅基负极用碳纳米管需求分别为72.6万/3200吨，对于市场空间接近300亿。 建议关注：1）受益于行业高增β及渗透率提升α的碳纳米管标的：天奈科技、道氏技术等；2）导电炭黑国产替代先锋：黑猫股份等。 目录 一、吐故而纳新，锂电导电剂体系迎蝶变 （一）锂电导电剂：锂电关键辅材，用于提升正负极导电性能 导电剂是锂离子电池关键辅材，对改善电池导电性能、容量发挥、倍率性能、循环性能有着重要的作用。由于大部分正极材料活性物质导电性差，内阻较大，因此需要导电剂构成导电网络以提高电极材料活性物质与集流体之间的导电性，目前导电剂主要应用在正极极片上，未来随着硅基负极加速渗透，导电剂在负极极片应用将提速。此外，导电剂也可以提高极片加工性，促进电解液对极片的浸润，有效地提高锂离子在电极材料中的迁移速率，降低极化，从而提高电极的充放电效率和使用寿命。 ？正极：主要提升正极材料的导电性能。锂电子正极材料导电性能较差，需要通过添加一定比例的导电剂保证导电物质填充满正极材料活性物质之间的空隙，以形成良好的导电网络提升正极材料的导电性能。 ？负极：主要削弱负极材料的膨胀性，提高循环寿命。负极材料导电性能虽好，但在多次充放电过程中，锂电子不断的嵌入与脱落会引起石墨颗粒体积的膨胀和收缩导致石墨颗粒间隙越来越大，降低导电性能，部分甚至会脱离电极，降低锂电子电池容量。而加入导电剂，可以改善负极表面性能，保持电池导电性。 导电剂占电池成本约1%，成本敏感度低，下游接受度高。由于导电剂在锂电池成本占比不高，价格敏感性较弱，因此尽管新型导电剂成本相较于传统导电剂高，但新型导电剂对于锂电池能量密度、快充等性能的提升较为显著，因此锂电池厂商接受程度较高，成本或并非第一考量因素。 （二）新型导电剂vs传统导电剂：多维度下综合对比 锂电池目前常用的导电剂主要包括炭黑类、导电石墨类、VGCF（气相生长碳纤维）、碳纳米管以及石墨烯等。其中，炭黑类、导电石墨类和VGCF属于传统的导电剂；碳纳米管和石墨烯属于新型导电剂材料。 ？导电炭黑：呈链状或葡萄状，具有较高的比表面积。炭黑可与活性材料形成点对点接触，有利于电解质的吸附提高离子电导率，添加量在3%左右，是一款高性价比的导电材料，但导电性能相对一般且依赖进口，目前导电炭黑主要分为导电炭黑、超导炭黑（乙炔黑、Super P等）、特导炭黑（科琴黑等）。 ？碳纳米管：可分为单壁管和多壁管两类，一维结构的碳纳米管呈圆柱状，内部中空，具有良好的电子导电性。纤维结构能够与活性材料点对线接触，在电极活性材料中形成连续的导电网络，充当“导线”的作用，有利于提高电池容量、倍率性能、电池循环寿命、降低电池界面阻抗等。 ？石墨烯：具有片状二维结构，与活性物质形成点对面接触，可以最大化的发挥导电剂的作用，减少导电剂的用量，从而增大活性物质比例，提升锂电池容量。在加入量较小的情况下，石墨烯能够更好地形成导电网络，效果远好于导电炭黑。 ？导电石墨：石墨导电剂为颗粒度更小的人造石墨，孔隙和比表面积更加发达，可与活性材料形成点对点接触，有利于改善极片颗粒的压实密度以及提高离子和电子电导率，同事用于负极可提高负极容量。 需求分层下，新型导电剂强调对于性能的提升，传统导电剂追求性价比的极致。 （三）行业趋势：从单一化走向多元化 成本及性能的综合考量下，未来导电剂体系将逐步从单一化走向多元复合化。经过复盘，我们认为国内锂电池导电剂体系将经历三个阶段： 1）第一阶段：导电炭黑为主流，进口依赖程度高：早期锂离子电池对于性能的要求低，技术迭代慢，传统石墨及炭黑导电剂由于相关技术已经较为完善，价格低廉，被广泛应用于锂电领域，能够适配原有电化学体系，但长期依赖海外企业，我们认为主要是以下两方面原因：1）2020年以前锂电市场增速不高，市场空间较小，全球导电炭黑供给过剩，新玩家较少；2）海外企业在锂电用导电炭黑上具备先发优势，产能规模大、产品性能优，国内企业布局较慢。 2）第二阶段：新型导电剂加速渗透，导电剂开启国产替代：随着我国部分企业（天奈科技、三顺纳米、青岛昊鑫等）突破碳纳米管宏量生产技术，同时动力市场对锂离子电池性能要求（能量密度、循环寿命、快充性能等）愈发严苛，新型导电剂凭借其更好的导电性能开始逐步渗透市场，导电剂开启国产替代浪潮。 3）第三阶段：导电炭黑开启国产替代，导电剂从单一化走向多元化：2021年下游市场需求大爆发，全球导电炭黑供不应求给予国内企业国产化替代黄金窗口期，同时碳纳米管持续降本、下游认可度提升，渗透率持续稳步攀升。我们认为新型导电剂与传统导电剂并非绝对对立的关系，而是高度协同统一的关系，未来的导电剂体系将会是多元复合的。由于不同的导电剂各自在成本、导电性能、吸液性能等方面具备优势，同时不同导电剂复合使用所构建的导电网络更密集、更完整、有效降低导电剂与活性物质接触不充分的概率，起到相互补充、相互协同的作用，因此我们判断未来导电剂体系将朝着多元复合化方向演绎。 传统导电剂仍为主流，新型导电剂渗透率稳步提升。目前以炭黑、导电石墨为代表的常规导电剂在中国已应用多年，电池企业应用已相当成熟，加之常规类导电剂分散相对简单，电池企业一般直接采购导电剂粉体自行分散，仍为电池厂首选，根据GGII数据显示，2020年炭黑占比约72%，但主要依赖进口。新型导电剂渗透率近年来随着碳纳米管成本下降、性价比凸显，逐渐受到电池厂的青睐，2020年渗透率约21%，我们预计2025年传统导电剂与新型导电剂将呈现五五开的局面。 导电剂国产替代趋势加速。1）导电炭黑开启国产化趋势：2020年前SP、科琴黑、乙炔黑等导电炭黑主要从国外进口，国产企业虽有布局但产品综合性价比不及海外，2021年以来全球新能源汽车加速渗透背景下带来导电炭黑国产化机遇，部分传统炭黑企业实现产能技术突破，开始切入国内市场；2）碳纳米管渗透率逐步提升：随着碳纳米管的量产导致成本不断下探、其优异的导电性能受到下游青睐，国内企业技术领先、具备先发优势。因此近年来导电剂国产替代的趋势越发明显，碳纳米管导电浆料出货量也在逐年攀升，根据高工锂电数据，2018年国内导电剂国产化率达31.2%，预计2022年达50%以上。 二、导电炭黑：行业整体供不应求，国产替代进行时 （一）导电炭黑：应用于导电剂领域的中高端特种炭黑 炭黑的主要成分是碳，其基本粒子尺寸在10--100nm之间，因此具有优良的橡胶补强、着色、导电或抗静电以及紫外线吸收功能，是人类最早开发和应用的纳米级材料。炭黑是由烃类化合物（液态或气态）经不完全燃烧或热裂解生成的，主要由碳元素组成，以近似于球体的胶体粒子及具有胶体大小的聚集体形式存在。炭黑的外观为黑色粉末。 炭黑下游应用领域广泛，导电炭黑即炭黑在导电剂领域应用。炭黑是橡胶补强填充剂，是仅次于生胶的第二位橡胶原材料。炭黑也作为着色剂、紫外线屏蔽剂、抗静电剂或导电剂，广泛应用于塑料、化纤、油墨、涂料、电子元器件、皮革化工和干电池等很多行业制品中。炭黑还可用于冶金及炭素行业内，作为高纯碳材料。炭黑按照用途可以分为两大类，即橡胶炭黑和特种炭黑，而导电炭黑即炭黑在导电剂领域应用。 原材料煤焦油等成本占8成。从成本结构情况来看，2022年中国导电炭黑煤焦油等原材料成本占比达到80.5%。原因是2021年国际局势紧张，中国进口煤炭减少叠加国内焦化厂双控政策下开工率低迷，导致焦油供需紧张，煤焦油价格全年上涨61.46%。 下游应用市场丰富，国内外上游原材料存在差异。从上游原材料看，国内炭黑上游以煤焦油为主，海外炭黑上游以石脑油为主；从下游应用市场来看，炭黑是橡胶补强填充剂，是仅次于生胶的第二位橡胶原材料，同时炭黑可作为着色剂、紫外光屏蔽剂、抗静电剂或导电剂，广泛应用于塑料、化纤、油墨、涂料、电子元器件、皮革化工和干电池等很多行业，炭黑作为高纯碳材料还可以用于冶金及碳素材料行业中。 炭黑生产过程就是在高温作用下发生烃类的裂解，生成炭和氢气。目前常用的炭黑制备方法包括炉法、槽法、热裂法和乙炔法四类，其中最常用的导电碳黑SUPER P Li（简称SP）主要通过炉法制备，导电炭黑主流生产工艺主要为炉法工艺及乙炔裂解法。 ？炉法炭黑：将燃料、添加剂和热空气一道输送至反应炉燃烧段进行燃烧，形成温度极高的燃烧气焰。高温燃烧气焰经过反应炉喉管段时，在气流中通入雾化的热原料油。雾化的原料油和高温燃烧气焰混合并通入反应炉的反应段，热裂解生成炭黑。炉法主要在于设备和工艺控制的knowhow。(原油进口雾化喷嘴设计，反应炉构造，工艺参数） ？乙炔炭黑：以乙炔为原料，在裂解炉中隔绝空气裂解生成乙炔炭黑和氢气，主要用于制造导电聚合物和电池。 （二）锂电用导电炭黑：产品差异化显著，性能差距较大 低比表面积、高吸油值、低金属离子含量是导电碳黑成功应用的核心技术指标。 ？粒径及比表面积：炭黑粒径表示碳黑原生粒径，比表面积是指单位质量或单位体积内炭黑粒子表面积的总和。粒径小，比表面积大，具有更好的离子和电子导电能力，有利于电解质的吸附而提高离子电导率。 ？支链结构：支链结构能够与活性材料形成链式导电结构，增加导电接触点，有助于提高材料的电子导电率。 ？DBP吸收值（结构值）：炭黑的结构可以用DBP（邻苯二甲酸二丁酯）吸收值来测量。 ？表面官能团：表面官能团的多少决定了碳黑分散难易程度，官能团越多相对易分散，但过多又会减弱导电性能。 ？金属离子含量：金属离子含量过高会导致电池自放电现象，影响安全性能，一般锂电用导电炭黑金属离子含量要求较高，一般需小于10ppm。 目前国内锂离子电池导电剂仍以传统导电剂导电炭黑为主，其中SP产品为市场主流。 ？SP导电炭黑：属于小颗粒导电炭黑，价格便宜实用，没有储锂功能，只起导电作用。 ？科琴黑：只需要极低的添加量就可以达到高导电性，与其他用于电池的导电炭黑相比较，科琴黑具有独特的支链状形态，导电体导电接触点多，支链形成较多导电通路，因而只需很少的添加量即可达到极高的导电率（其他碳黑多为圆球状或片状，故需要很高的添加量才能达到所需的电性）。 ？乙炔炭黑：是由碳化钙热解时副产气分解精制得到的纯度99%以上的乙炔,经连续热解后得到的炭黑。将反应炉内部升温至乙炔分解起始温度800℃以上后,导入乙炔开始进行热分解。反应温度应保持在1800℃左右。炉内温度可通过反应炉外筒水冷夹套进行控制。 （三）国产替代：供需失衡下国产炭黑企业迎来国产替代黄金窗口期 21年以来行业供需紧张，为国产替代打开窗口期。由于海外企业扩产意愿弱、进度慢，21年随着储能、动力市场的高速增长带动下，锂电用导电炭黑供不应求，预计随着新能源汽车及储能需求的持续高增，导电炭黑紧缺程度将不断加剧，为国内企业转型创造了最佳的窗口期，看好国内企业实现技术产能突破实现国产替代。 海外扩产难度大、速度慢&原油价格上涨背景下国内外炭黑成本剪刀差拉大。一方面，由于全球大环境的不确定性以及严苛的环保政策限制下，海外导电炭黑企业扩产保守；同时短期原油价格高企背景下，海外炭黑价格迅速上涨，需求有向国内转移的趋势；另一方面，部分计划在国内扩产的企业进展较慢，如卡博特于2022年初收购日本东海炭素天津工厂，计划对原有产线改造升级，预计2024年初完成具备1.5万吨锂电用导电炭黑产能，为国产化打开空间。 （四）市场需求：2025年接近6万吨，CAGR为23.4% 测算关键假设： 1）三元铁锂正极占比维持4:6； 2）三元/铁锂正极单耗分别为1800/2500吨/GWh； 3）导电炭黑添加比例3%； 4）预计到2025年炭黑渗透率降低至50%； 根据测算结果，我们预计到2025年全球导电炭黑需求量约5.84万吨，复合增长率23.4%，我们认为国内具备强产品力及产能快速扩张能力的企业有望在本轮导电炭黑国产替代中享受先发优势。 （五）相关标的 我们认为传统炭黑企业具备转型中高端锂电用导电炭黑所需的技术、人才、工艺、设备know-how，能够依托于主业实现锂电用导电国产化替代布局，填补国内市场的空缺，建议关注受益于供不应求背景下导电炭黑国产化先锋：黑猫股份。 1、黑猫股份 黑猫股份为国内炭黑龙头企业。根据中国橡胶工业协会炭黑分会统计，截至2019年年末，我国炭黑产能约769万吨，其中特种炭黑仅为30.25万吨；在低端炭黑产品市场，同质化严重、市场竞争激烈，行业利润空间有限，而在中高端产品市场，高性能炭黑（如绿色轮胎需要的低滚动阻力炭黑）、特种炭黑等产品，仍有很大的需求缺口，保持着较高的利润水平。2019年黑猫股份以17%市占率坐拥龙头，近5年产量均超90万吨，其余国内企业产量均不超过45万吨。 国内传统炭黑厂商加速切入锂电用导电炭黑市场。根据黑猫股份2021年12月17日调研信息公告，公司一直对标中高端导电炭黑进行研究，主要通过两个路径：一是青岛研究院聚焦于通过后处理的方式生产出高端特种炭黑，二是通过股份公司专家委员会研发的新型油炉法工艺产出导电炭黑。目前正在对工艺进行不断优化，完成论证后将尽快推进项目实现产业化落地，目前公司具备特种炭黑产能13万吨，其中导电炭黑约1万吨。公司目前在售导电炭黑产品主要应用于电缆屏蔽料和导电色母等领域。 三、碳纳米管：新型导电剂加速渗透时 （一）碳纳米管：导电剂新星，渗透率加速 碳纳米管原材料主要为NMP、分散剂、丙烯等，与正负极等材料制备锂电池。NMP、丙烯、液氮及分散剂为碳纳米管浆料主要原料，其中NMP成本占材料成本比重超80%。碳纳米管与正负极材料、电解液、隔膜等制备锂电池，锂电池按其用途可划分为动力锂电池（主要由新能源汽车使用）、储能锂电池（储能电站使用）、数码锂电池（数码电子产品采用），目前动力锂电池是主要应用方向。 碳纯度、长径比是决定碳纳米管导电性能的核心指标。目前行业内一般采用化学气相沉积法制造碳纳米管，该方法温度较低且易于控制，产品产量及碳纯度高。碳纳米管管径越细，长度越长，沿着长度方向的热交换性能越高，加之碳纯度高，因此导电性能越好。 （二）单壁碳纳米管：国产化在即，适配硅基负极 单壁碳纳米管性能优异，国内产业化在即。多壁碳纳米管则可视为多层石墨烯片无缝卷起成管状，即单壁碳纳米管的同心排列，而单壁碳纳米管可被视为单层石墨烯片卷起来形成的无缝空心圆柱筒，根据空间的螺旋特征表现除金属或半导体性能，金属特性的单壁碳纳米管电流密度比铜等金属的电流密度大1000倍以上。故较之其他导电剂，单壁碳纳米管只需添加0.002%-0.1%即可实现均匀稳定的导电性。全球目前仅有OCSiAl可以量产单壁碳纳米管，每年产能仅为90吨，单价较高，故暂尚未得到大规模应用，我们预计全球单壁管需求将随硅基负极大规模应用后迎来放量期。目前国内天奈科技、道氏技术、中科院成都有机所等企业已经能够实现实验室制品，产业化进度加速。 单壁CNT相较于多壁CNT具备以下性能优势： ？导电性能更强：由于单壁CNT具有更高的长径比，导电性能更加优异； ？添加量更少：单壁CNT添加量仅需0.1%，较低的添加量即能形成高校的导电网络，发挥出同样甚至更好的导电效果； ？安全性更好：单壁CNT与多壁CNT或导电炭黑相比有高达2倍的附着力，安全性更好。 ？提升硅基负极电池循环寿命：硅基负极导电性弱，配合单壁碳管能够完美弥补其不足，显著提升循环寿命。 （三）发展趋势：短期看铁锂“回潮”，长期看高镍三元、硅基负极“提速” ？短期看铁锂“回潮”：石墨烯复合导电浆料以7：3的比例配比碳纳米管粉体、石墨烯与分散溶剂等其他原材料混合搅拌、研磨制成，适配磷酸铁锂锂电池性能更好。今年磷酸铁锂电池产量自5月就已超过三元电池产量，磷酸铁锂装车量自7月超过三元电池装车量，短期铁锂回潮带动石墨烯复合导电浆料及碳纳米管渗透率。 ？中长期看高镍三元、硅基负极渗透率提升：高能量密度仍是动力电池主要发展方向，其中主要载体三元动力电池的新型导电剂主要为碳纳米管导电浆料。高镍三元硅负极理论能量密度高达4200mAh/g，是已知用于做负极材料理论比容最高的材料，但其导电性能较差，需要添加高性能导电剂提升，而CNT不仅可以弥补硅基负极导电性不足，还可以在硅颗粒之间建立高度导电和持久连接，即使硅负极颗粒体积膨胀并开始出现裂缝，这些颗粒仍可通过CNT保持良好连接，防止负极材料破裂。 碳纳米管已在中高端数码锂电池中广泛使用，有望向低端市场渗透。目前除低端锂电市场仍在使用传统炭黑类导电剂，超过90%的中高端数码锂电池企业已使用碳纳米管，如比亚迪、比克、力神、卓能等数码巨头。随着碳纳米管成本的不断下探，低端市场碳纳米管渗透率有望上升。 （四）生产工艺：催化剂、纯化、分散是关键 目前碳纳米管的制备方法主要包括化学气相沉积法（CVD）、激光蒸汽法、石墨电弧法、水热法，目前碳纳米管生产企业主要采用基于化学气相沉积法制备碳纳米管的途径。目前有许多不同类型的CVD，如催化化学气相沉积（CCVD）或等离子体增强（PE）氧气辅助CVD、水辅助CVD、微波等离子体（MPECVD）等，其中CVD是目前合成CNT的标准技术，CVD是一种经济实用的大规模生产方式并且可以生成相当纯的碳纳米管的制备方法。 催化剂、纯化、分散技术是主要技术壁垒。 ？催化剂：催化剂是决定碳纳米管管径、纯度的关键，不同公司使用的催化剂不同得到产品具体差异明显，催化剂生产的质量、性能将直接影响后续产出的碳纳米管质量。 ？分散：碳纳米管比表面积大、长径比高，容易团聚，实际导电效率低，不易分散，一般通过分散剂、NMP/去离子水溶解、分散碳纳米管以制备碳纳米管导电浆料提升导电性，以方便电池厂使用。 ？纯化：不同品质产品需要经过不同的纯化工序，其中高温氧化主要除去碳纳米管粗粉中无定形碳杂质；酸洗提纯、石墨化主要除去碳纳米管粗粉中的催化剂金属杂质。碳纳米管粗粉经过纯化工序后得到碳纳米管纯粉，纯化工序越复杂，纯化后的碳管性能越好。 （五）市场格局：天奈科技龙头地位稳固 2021年天奈科技稳坐行业出货量第一。根据高工锂电数据， 2020年国内碳纳米管CR3为76%，CR5为89%，随着更多玩家入场、龙头加速扩产，2021年演变至CR3为71%，CR5为87%，行业集中度略有下滑。其中天奈科技是最早实现碳纳米管通过浆料形式导入锂电池商业化的企业之一，目前是全国CNT导电浆料销售额、出货量最大的企业，稳坐行业头把交椅，市占率达43.4%，远超行业二三线企业。 海外企业开始布局碳纳米管产能建设。目前碳纳米管导电浆料生产企业主要集中在国内，国外则主要掌握性价比更高的炭黑类导电剂，但因为碳纳米管导电性能的优异以及价格的逐年下降，国外企业也开始布局CNT业务。 ？LG：在2017年就已具备500吨CNT的产能，2021年4月宣布旗下位于韩国丽水的第二座CNT工厂1200吨扩建工程已完成并开始运营； ？卡博特：于2020年4月花费1.15亿美元（约8亿人民币）收购三顺纳米，以获得三顺纳米单壁CNT、多壁CNT和各种类型的混合物； ？沙特基础工业公司（SABIC）：于2019年1月宣布收购纳米技术公司Black Diamond Structures（BDS）的多数股权，BDS MOLECULAR REBAR技术可生产深宽比均匀、清洁和离散分布的碳纳米管，主要应用于高性能储能。 ？OCSiAl：目前拥有年产单臂碳纳米管90吨的产能，全球市占率超过90%。2024年卢森堡新工厂一期项目投产后，其产能可以提升至年产240吨。其代表性产品为TUBALL系列的单臂碳管产品。 ？Nanocyl SA：聚焦于多壁碳纳米管，其产品广泛应用于塑料、纺织、橡胶等领域，年产能约在1000吨左右。 （六）市场空间测算：小赛道孕育大空间，2025年市场空间近300亿 碳纳米管属于小赛道大增速的行业。我们预计2025年正极/硅基负极用碳纳米管需求量为72.6万吨/3200吨，市场空间达293亿元。 具体测算核心假设如下： ？锂离子电池产量：预计2025年动力/消费/储能/其他锂离子电池产量分别为1040/105/250/65GWh； ？渗透率：预计CNT2025年在动力/消费/储能/其他渗透率分别为53%/35%/10%/30%。 ？活性物质添加比例：目前LFP/NCM/硅基负极添加量分别为1.5%/1%/0.1%（单壁），预计添加比例将缓慢下降； ？粉体/浆料比例：预计保持在4.5%； ？价格：MCNT随NMP价格波动而波动，SCNT价格预计随着国产规模化生产后逐年下降。 （七）相关标的 1、天奈科技：全球碳纳米管龙头，引领行业发展 厚积薄发，十年一剑。公司于2011年成立，前身是开曼天奈，并于2019年在科创板上市，目前是国内最大的碳纳米管生产企业，在碳纳米管及其相关复合材料领域处于全球领先水平。公司目前客户主要包括宁德时代、ATL、比亚迪等，率先突破了CNT导电剂的流化床宏量制备技术，实现产业化生产，引领CNT新型导电剂在锂电导电剂体系的不断加速渗透，市场占有率稳步提升。 营收净利稳步提升，毛利率行业领先。根据2021年业绩快报，受益于新能源汽车高景气度下动力锂离子电池需求爆发，公司2021年实现营收13.6亿元，同比增加189%； 21年全年归母净利润为2.99亿元，同比增长179%。公司产品较之传统导电剂及同行业其他公司产品有一定技术优势与规模优势，毛利率高于行业平均水平。 产能高速扩张，进一步提升公司市场份额。截止至2021年公司拥有3万吨碳纳米管导电浆料产能，与同行业其他公司相比，公司产能优势明显，公司上市以来扩产计划主要如下： ？2019：IPO募投项目Ⅰ：年产300吨纳米碳材+8,000吨导电浆料+2,000吨导电塑料母粒。 ？2019：IPO募投项目Ⅱ：年产6,000吨碳纳米管+年收集900吨副产物氢项目+年产10,000吨导电浆料。 ？2021：可转债项目：年产50,000 吨的导电浆料+年产5,000 吨导电塑料母粒+年产3,000 吨碳管纯化加工的生产能力。 ？2021：美国项目：年产8000吨碳纳米管导电浆料生产线项目。 ？2022：西部项目：投资30亿元建设2万吨多壁碳纳米管及相关复合产品生产项目，其中一期一/二阶段各5000吨，二期10000吨。 2、道氏技术：比亚迪增资入股，完成碳材料资产整合 比亚迪增资入股，碳材料资产整合。公司在2014年收购青岛昊鑫20%股份，2018年完成对青岛昊鑫100%全资控股，主要生产石墨烯复合导电浆料及碳纳米管导电浆料，携下游客户比亚迪共同成长，近期公司完成资产整合及增资，以格瑞芬为公司碳材料板块主体，实现深度聚焦及整合，布局完善涵盖催化剂、碳纳米管粉体、高纯粉体、导电浆料、NMP回收等完整的导电剂供应链和研发体系。 ？2021年12月公司公告，公司实施资产重组，以格瑞芬为碳材料主体，分别受让佛山道氏、江门道氏、赣州昊鑫100%股权，实现碳材料板块的统一。 ？2022年4月公司公告，为了提升格瑞芬的竞争实力，促进公司碳材料业务快速稳健发展，公司拟由母公司道氏技术、员工持股平台对格瑞芬增资，并引进比亚迪等战略股东，拟增资金额6亿元。 目前公司规划青岛、江门、龙南、兰州四大生产基地，预计22年底达4万吨浆料产能。 四、投资建议 建议关注：1）受益于行业高增β及渗透率提升α的碳纳米管标的：天奈科技、道氏技术等；2）导电炭黑国产替代先锋：黑猫股份等。 五、风险提示 1）碳纳米管渗透不及预期； 2）硅基负极渗透不及预期； 3）新能源汽车销量不及预期； 4）导电炭黑国产化不及预期等。 华创电新团队 新能源与电力设备行业第一线最深度研究 期待与您的交流！ 首席研究员：彭广春 同济大学工学硕士。曾任职于上汽集团技术中心动力电池系统部、安信证券研究中心，2020年加入华创证券研究所。 助理研究员：殷晟路 上海高级金融学院工商管理硕士。曾任职于上汽通用汽车制造规划部、西南证券研究发展中心，2020年加入华创证券研究所。 助理研究员：沈成宇 复旦大学经济学院金融硕士，2021年加入华创证券研究所。 助理研究员：王璐 新加坡南洋理工大学金融硕士，2021年加入华创证券研究所。 法律声明： 华创证券研究所定位为面向专业投资者的研究团队，本资料仅适用于经认可的专业投资者，仅供在新媒体背景下研究观点的及时交流。华创证券不因任何订阅本资料的行为而将订阅人视为公司的客户。普通投资者若使用本资料，有可能因缺乏解读服务而对报告中的关键假设、评级、目标价等内容产生理解上的歧义，进而造成投资损失。本资料来自华创证券研究所已经发布的研究报告，若对报告的摘编产生歧义，应以报告发布当日的完整内容为准。须注意的是，本资料仅代表报告发布当日的判断，相关的分析意见及推测可能会根据华创证券研究所后续发布的研究报告在不发出通知的情形下做出更改。华创证券的其他业务部门或附属机构可能独立做出与本资料的意见或建议不一致的投资决策。本资料所指的证券或金融工具的价格、价值及收入可涨可跌，以往的表现不应作为日后表现的显示及担保。本资料仅供订阅人参考之用，不是或不应被视为出售、购买或认购证券或其它金融工具的要约或要约邀请。订阅人不应单纯依靠本资料的信息而取代自身的独立判断，应自主作出投资决策并自行承担投资风险。华创证券不对使用本资料涉及的信息所产生的任何直接或间接损失或与此有关的其他损失承担任何责任，本资料所载的证券市场研究信息通常基于特定的假设条件，提供中长期的价值判断，或者依据“相对于指数表现”给出投资建议，并不涉及时具体证券或金融工具在具体价位、具体时点、具体市场表现的利断，因此不能够等同于带有针对性的、指导具体投资的操作意见。普通个人投资者如需使用本资料，须寻求专业投资顾问的指导及相关的后续解读服务。若因不当使用相关信息而造成任何直接或间接损失，华创证券对此不承担任何形式的责任。未经华创证券事先书面授权，任何机构或个人不得以任何方式修改、发送或者复制本资料的内容。华创证券未曾对任何网络、平面媒体做出过允许转载的日常授权。除经华创证券认可的媒体约稿等情况外，其他一切转载行为均属违法．如因侵权行为给华创证券造成任何直接或间接的损失，华创证券保留追究相关法律责任的权利。订阅人若有任何疑问，或欲获得完整报告内容，敬请联系华创证券的机构销售部门，或者发送邮件至jiedu@hcyjs.com。
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3）行业趋势：短期看铁锂“回潮”，中长期看高镍三元、硅碳负极渗透率提升。短期看，由于磷酸铁锂正极中CNT添加量更大，21年以来磷酸铁锂电池回潮促进CNT导电浆料渗透率提升；中长期看，能量密度提升核心诉求驱动下，高镍三元、硅碳负极等需求增加将使碳纳米管导电浆料渗透率进一步提升。 ？投资建议：建议关注1）受益于行业高增β及渗透率提升α的碳纳米管标的：天奈科技、道氏技术等；2）导电炭黑国产替代先锋：黑猫股份等。 ？风险提示：碳纳米管渗透不及预期；硅基负极渗透不及预期；新能源汽车销量不及预期；导电炭黑国产化不及预期等。 投资主题 报告亮点 本文详细介绍了目前锂电用导电剂体系，对比了传统导电剂与新型导电剂的优劣，通过复盘锂电导电剂的发展历史展望未来多元复合化的发展趋势，并详细阐述导电炭黑国产化趋势及碳纳米管α+β的高速增长趋势，把握传统导电剂国产替代及新型导电剂渗透率持续攀升带来的投资机遇。 投资逻辑 1）导电炭黑：关注供不应求下的国产化机遇。 21年以来行业供需紧张，为国产替代打开窗口期。供给端海外企业扩产意愿弱、进度慢，需求端受益于储能、动力电池市场的带动，锂电用导电炭黑呈现供不应求态势，为国内企业转型创造了最佳的窗口期，看好国内炭黑企业实现技术突破、产能扩张进而实现国产替代。我们预计到2025年全球导电炭黑需求量约5.84万吨，复合增长率23.4%，国内具备强产品力及产能快速扩张能力的企业有望在本轮导电炭黑国产替代中享受先发优势。 2）碳纳米管：行业高增β+CNT渗透率提升α，行业维持高增速。 短期看铁锂“回潮”，中长期看高镍三元、硅碳负极渗透率提升。短期看，由于磷酸铁锂正极中CNT添加量更大，21年以来磷酸铁锂电池回潮促进CNT导电浆料渗透率提升；中长期看，能量密度提升核心诉求驱动下，高镍三元、硅碳负极等需求增加将使碳纳米管导电浆料渗透率进一步提升。我们预计2025年市场正极/硅基负极用碳纳米管需求分别为72.6万/3200吨，对于市场空间接近300亿。 建议关注：1）受益于行业高增β及渗透率提升α的碳纳米管标的：天奈科技、道氏技术等；2）导电炭黑国产替代先锋：黑猫股份等。 目录 一、吐故而纳新，锂电导电剂体系迎蝶变 （一）锂电导电剂：锂电关键辅材，用于提升正负极导电性能 导电剂是锂离子电池关键辅材，对改善电池导电性能、容量发挥、倍率性能、循环性能有着重要的作用。由于大部分正极材料活性物质导电性差，内阻较大，因此需要导电剂构成导电网络以提高电极材料活性物质与集流体之间的导电性，目前导电剂主要应用在正极极片上，未来随着硅基负极加速渗透，导电剂在负极极片应用将提速。此外，导电剂也可以提高极片加工性，促进电解液对极片的浸润，有效地提高锂离子在电极材料中的迁移速率，降低极化，从而提高电极的充放电效率和使用寿命。 ？正极：主要提升正极材料的导电性能。锂电子正极材料导电性能较差，需要通过添加一定比例的导电剂保证导电物质填充满正极材料活性物质之间的空隙，以形成良好的导电网络提升正极材料的导电性能。 ？负极：主要削弱负极材料的膨胀性，提高循环寿命。负极材料导电性能虽好，但在多次充放电过程中，锂电子不断的嵌入与脱落会引起石墨颗粒体积的膨胀和收缩导致石墨颗粒间隙越来越大，降低导电性能，部分甚至会脱离电极，降低锂电子电池容量。而加入导电剂，可以改善负极表面性能，保持电池导电性。 导电剂占电池成本约1%，成本敏感度低，下游接受度高。由于导电剂在锂电池成本占比不高，价格敏感性较弱，因此尽管新型导电剂成本相较于传统导电剂高，但新型导电剂对于锂电池能量密度、快充等性能的提升较为显著，因此锂电池厂商接受程度较高，成本或并非第一考量因素。 （二）新型导电剂vs传统导电剂：多维度下综合对比 锂电池目前常用的导电剂主要包括炭黑类、导电石墨类、VGCF（气相生长碳纤维）、碳纳米管以及石墨烯等。其中，炭黑类、导电石墨类和VGCF属于传统的导电剂；碳纳米管和石墨烯属于新型导电剂材料。 ？导电炭黑：呈链状或葡萄状，具有较高的比表面积。炭黑可与活性材料形成点对点接触，有利于电解质的吸附提高离子电导率，添加量在3%左右，是一款高性价比的导电材料，但导电性能相对一般且依赖进口，目前导电炭黑主要分为导电炭黑、超导炭黑（乙炔黑、Super P等）、特导炭黑（科琴黑等）。 ？碳纳米管：可分为单壁管和多壁管两类，一维结构的碳纳米管呈圆柱状，内部中空，具有良好的电子导电性。纤维结构能够与活性材料点对线接触，在电极活性材料中形成连续的导电网络，充当“导线”的作用，有利于提高电池容量、倍率性能、电池循环寿命、降低电池界面阻抗等。 ？石墨烯：具有片状二维结构，与活性物质形成点对面接触，可以最大化的发挥导电剂的作用，减少导电剂的用量，从而增大活性物质比例，提升锂电池容量。在加入量较小的情况下，石墨烯能够更好地形成导电网络，效果远好于导电炭黑。 ？导电石墨：石墨导电剂为颗粒度更小的人造石墨，孔隙和比表面积更加发达，可与活性材料形成点对点接触，有利于改善极片颗粒的压实密度以及提高离子和电子电导率，同事用于负极可提高负极容量。 需求分层下，新型导电剂强调对于性能的提升，传统导电剂追求性价比的极致。 （三）行业趋势：从单一化走向多元化 成本及性能的综合考量下，未来导电剂体系将逐步从单一化走向多元复合化。经过复盘，我们认为国内锂电池导电剂体系将经历三个阶段： 1）第一阶段：导电炭黑为主流，进口依赖程度高：早期锂离子电池对于性能的要求低，技术迭代慢，传统石墨及炭黑导电剂由于相关技术已经较为完善，价格低廉，被广泛应用于锂电领域，能够适配原有电化学体系，但长期依赖海外企业，我们认为主要是以下两方面原因：1）2020年以前锂电市场增速不高，市场空间较小，全球导电炭黑供给过剩，新玩家较少；2）海外企业在锂电用导电炭黑上具备先发优势，产能规模大、产品性能优，国内企业布局较慢。 2）第二阶段：新型导电剂加速渗透，导电剂开启国产替代：随着我国部分企业（天奈科技、三顺纳米、青岛昊鑫等）突破碳纳米管宏量生产技术，同时动力市场对锂离子电池性能要求（能量密度、循环寿命、快充性能等）愈发严苛，新型导电剂凭借其更好的导电性能开始逐步渗透市场，导电剂开启国产替代浪潮。 3）第三阶段：导电炭黑开启国产替代，导电剂从单一化走向多元化：2021年下游市场需求大爆发，全球导电炭黑供不应求给予国内企业国产化替代黄金窗口期，同时碳纳米管持续降本、下游认可度提升，渗透率持续稳步攀升。我们认为新型导电剂与传统导电剂并非绝对对立的关系，而是高度协同统一的关系，未来的导电剂体系将会是多元复合的。由于不同的导电剂各自在成本、导电性能、吸液性能等方面具备优势，同时不同导电剂复合使用所构建的导电网络更密集、更完整、有效降低导电剂与活性物质接触不充分的概率，起到相互补充、相互协同的作用，因此我们判断未来导电剂体系将朝着多元复合化方向演绎。 传统导电剂仍为主流，新型导电剂渗透率稳步提升。目前以炭黑、导电石墨为代表的常规导电剂在中国已应用多年，电池企业应用已相当成熟，加之常规类导电剂分散相对简单，电池企业一般直接采购导电剂粉体自行分散，仍为电池厂首选，根据GGII数据显示，2020年炭黑占比约72%，但主要依赖进口。新型导电剂渗透率近年来随着碳纳米管成本下降、性价比凸显，逐渐受到电池厂的青睐，2020年渗透率约21%，我们预计2025年传统导电剂与新型导电剂将呈现五五开的局面。 导电剂国产替代趋势加速。1）导电炭黑开启国产化趋势：2020年前SP、科琴黑、乙炔黑等导电炭黑主要从国外进口，国产企业虽有布局但产品综合性价比不及海外，2021年以来全球新能源汽车加速渗透背景下带来导电炭黑国产化机遇，部分传统炭黑企业实现产能技术突破，开始切入国内市场；2）碳纳米管渗透率逐步提升：随着碳纳米管的量产导致成本不断下探、其优异的导电性能受到下游青睐，国内企业技术领先、具备先发优势。因此近年来导电剂国产替代的趋势越发明显，碳纳米管导电浆料出货量也在逐年攀升，根据高工锂电数据，2018年国内导电剂国产化率达31.2%，预计2022年达50%以上。 二、导电炭黑：行业整体供不应求，国产替代进行时 （一）导电炭黑：应用于导电剂领域的中高端特种炭黑 炭黑的主要成分是碳，其基本粒子尺寸在10--100nm之间，因此具有优良的橡胶补强、着色、导电或抗静电以及紫外线吸收功能，是人类最早开发和应用的纳米级材料。炭黑是由烃类化合物（液态或气态）经不完全燃烧或热裂解生成的，主要由碳元素组成，以近似于球体的胶体粒子及具有胶体大小的聚集体形式存在。炭黑的外观为黑色粉末。 炭黑下游应用领域广泛，导电炭黑即炭黑在导电剂领域应用。炭黑是橡胶补强填充剂，是仅次于生胶的第二位橡胶原材料。炭黑也作为着色剂、紫外线屏蔽剂、抗静电剂或导电剂，广泛应用于塑料、化纤、油墨、涂料、电子元器件、皮革化工和干电池等很多行业制品中。炭黑还可用于冶金及炭素行业内，作为高纯碳材料。炭黑按照用途可以分为两大类，即橡胶炭黑和特种炭黑，而导电炭黑即炭黑在导电剂领域应用。 原材料煤焦油等成本占8成。从成本结构情况来看，2022年中国导电炭黑煤焦油等原材料成本占比达到80.5%。原因是2021年国际局势紧张，中国进口煤炭减少叠加国内焦化厂双控政策下开工率低迷，导致焦油供需紧张，煤焦油价格全年上涨61.46%。 下游应用市场丰富，国内外上游原材料存在差异。从上游原材料看，国内炭黑上游以煤焦油为主，海外炭黑上游以石脑油为主；从下游应用市场来看，炭黑是橡胶补强填充剂，是仅次于生胶的第二位橡胶原材料，同时炭黑可作为着色剂、紫外光屏蔽剂、抗静电剂或导电剂，广泛应用于塑料、化纤、油墨、涂料、电子元器件、皮革化工和干电池等很多行业，炭黑作为高纯碳材料还可以用于冶金及碳素材料行业中。 炭黑生产过程就是在高温作用下发生烃类的裂解，生成炭和氢气。目前常用的炭黑制备方法包括炉法、槽法、热裂法和乙炔法四类，其中最常用的导电碳黑SUPER P Li（简称SP）主要通过炉法制备，导电炭黑主流生产工艺主要为炉法工艺及乙炔裂解法。 ？炉法炭黑：将燃料、添加剂和热空气一道输送至反应炉燃烧段进行燃烧，形成温度极高的燃烧气焰。高温燃烧气焰经过反应炉喉管段时，在气流中通入雾化的热原料油。雾化的原料油和高温燃烧气焰混合并通入反应炉的反应段，热裂解生成炭黑。炉法主要在于设备和工艺控制的knowhow。(原油进口雾化喷嘴设计，反应炉构造，工艺参数） ？乙炔炭黑：以乙炔为原料，在裂解炉中隔绝空气裂解生成乙炔炭黑和氢气，主要用于制造导电聚合物和电池。 （二）锂电用导电炭黑：产品差异化显著，性能差距较大 低比表面积、高吸油值、低金属离子含量是导电碳黑成功应用的核心技术指标。 ？粒径及比表面积：炭黑粒径表示碳黑原生粒径，比表面积是指单位质量或单位体积内炭黑粒子表面积的总和。粒径小，比表面积大，具有更好的离子和电子导电能力，有利于电解质的吸附而提高离子电导率。 ？支链结构：支链结构能够与活性材料形成链式导电结构，增加导电接触点，有助于提高材料的电子导电率。 ？DBP吸收值（结构值）：炭黑的结构可以用DBP（邻苯二甲酸二丁酯）吸收值来测量。 ？表面官能团：表面官能团的多少决定了碳黑分散难易程度，官能团越多相对易分散，但过多又会减弱导电性能。 ？金属离子含量：金属离子含量过高会导致电池自放电现象，影响安全性能，一般锂电用导电炭黑金属离子含量要求较高，一般需小于10ppm。 目前国内锂离子电池导电剂仍以传统导电剂导电炭黑为主，其中SP产品为市场主流。 ？SP导电炭黑：属于小颗粒导电炭黑，价格便宜实用，没有储锂功能，只起导电作用。 ？科琴黑：只需要极低的添加量就可以达到高导电性，与其他用于电池的导电炭黑相比较，科琴黑具有独特的支链状形态，导电体导电接触点多，支链形成较多导电通路，因而只需很少的添加量即可达到极高的导电率（其他碳黑多为圆球状或片状，故需要很高的添加量才能达到所需的电性）。 ？乙炔炭黑：是由碳化钙热解时副产气分解精制得到的纯度99%以上的乙炔,经连续热解后得到的炭黑。将反应炉内部升温至乙炔分解起始温度800℃以上后,导入乙炔开始进行热分解。反应温度应保持在1800℃左右。炉内温度可通过反应炉外筒水冷夹套进行控制。 （三）国产替代：供需失衡下国产炭黑企业迎来国产替代黄金窗口期 21年以来行业供需紧张，为国产替代打开窗口期。由于海外企业扩产意愿弱、进度慢，21年随着储能、动力市场的高速增长带动下，锂电用导电炭黑供不应求，预计随着新能源汽车及储能需求的持续高增，导电炭黑紧缺程度将不断加剧，为国内企业转型创造了最佳的窗口期，看好国内企业实现技术产能突破实现国产替代。 海外扩产难度大、速度慢&原油价格上涨背景下国内外炭黑成本剪刀差拉大。一方面，由于全球大环境的不确定性以及严苛的环保政策限制下，海外导电炭黑企业扩产保守；同时短期原油价格高企背景下，海外炭黑价格迅速上涨，需求有向国内转移的趋势；另一方面，部分计划在国内扩产的企业进展较慢，如卡博特于2022年初收购日本东海炭素天津工厂，计划对原有产线改造升级，预计2024年初完成具备1.5万吨锂电用导电炭黑产能，为国产化打开空间。 （四）市场需求：2025年接近6万吨，CAGR为23.4% 测算关键假设： 1）三元铁锂正极占比维持4:6； 2）三元/铁锂正极单耗分别为1800/2500吨/GWh； 3）导电炭黑添加比例3%； 4）预计到2025年炭黑渗透率降低至50%； 根据测算结果，我们预计到2025年全球导电炭黑需求量约5.84万吨，复合增长率23.4%，我们认为国内具备强产品力及产能快速扩张能力的企业有望在本轮导电炭黑国产替代中享受先发优势。 （五）相关标的 我们认为传统炭黑企业具备转型中高端锂电用导电炭黑所需的技术、人才、工艺、设备know-how，能够依托于主业实现锂电用导电国产化替代布局，填补国内市场的空缺，建议关注受益于供不应求背景下导电炭黑国产化先锋：黑猫股份。 1、黑猫股份 黑猫股份为国内炭黑龙头企业。根据中国橡胶工业协会炭黑分会统计，截至2019年年末，我国炭黑产能约769万吨，其中特种炭黑仅为30.25万吨；在低端炭黑产品市场，同质化严重、市场竞争激烈，行业利润空间有限，而在中高端产品市场，高性能炭黑（如绿色轮胎需要的低滚动阻力炭黑）、特种炭黑等产品，仍有很大的需求缺口，保持着较高的利润水平。2019年黑猫股份以17%市占率坐拥龙头，近5年产量均超90万吨，其余国内企业产量均不超过45万吨。 国内传统炭黑厂商加速切入锂电用导电炭黑市场。根据黑猫股份2021年12月17日调研信息公告，公司一直对标中高端导电炭黑进行研究，主要通过两个路径：一是青岛研究院聚焦于通过后处理的方式生产出高端特种炭黑，二是通过股份公司专家委员会研发的新型油炉法工艺产出导电炭黑。目前正在对工艺进行不断优化，完成论证后将尽快推进项目实现产业化落地，目前公司具备特种炭黑产能13万吨，其中导电炭黑约1万吨。公司目前在售导电炭黑产品主要应用于电缆屏蔽料和导电色母等领域。 三、碳纳米管：新型导电剂加速渗透时 （一）碳纳米管：导电剂新星，渗透率加速 碳纳米管原材料主要为NMP、分散剂、丙烯等，与正负极等材料制备锂电池。NMP、丙烯、液氮及分散剂为碳纳米管浆料主要原料，其中NMP成本占材料成本比重超80%。碳纳米管与正负极材料、电解液、隔膜等制备锂电池，锂电池按其用途可划分为动力锂电池（主要由新能源汽车使用）、储能锂电池（储能电站使用）、数码锂电池（数码电子产品采用），目前动力锂电池是主要应用方向。 碳纯度、长径比是决定碳纳米管导电性能的核心指标。目前行业内一般采用化学气相沉积法制造碳纳米管，该方法温度较低且易于控制，产品产量及碳纯度高。碳纳米管管径越细，长度越长，沿着长度方向的热交换性能越高，加之碳纯度高，因此导电性能越好。 （二）单壁碳纳米管：国产化在即，适配硅基负极 单壁碳纳米管性能优异，国内产业化在即。多壁碳纳米管则可视为多层石墨烯片无缝卷起成管状，即单壁碳纳米管的同心排列，而单壁碳纳米管可被视为单层石墨烯片卷起来形成的无缝空心圆柱筒，根据空间的螺旋特征表现除金属或半导体性能，金属特性的单壁碳纳米管电流密度比铜等金属的电流密度大1000倍以上。故较之其他导电剂，单壁碳纳米管只需添加0.002%-0.1%即可实现均匀稳定的导电性。全球目前仅有OCSiAl可以量产单壁碳纳米管，每年产能仅为90吨，单价较高，故暂尚未得到大规模应用，我们预计全球单壁管需求将随硅基负极大规模应用后迎来放量期。目前国内天奈科技、道氏技术、中科院成都有机所等企业已经能够实现实验室制品，产业化进度加速。 单壁CNT相较于多壁CNT具备以下性能优势： ？导电性能更强：由于单壁CNT具有更高的长径比，导电性能更加优异； ？添加量更少：单壁CNT添加量仅需0.1%，较低的添加量即能形成高校的导电网络，发挥出同样甚至更好的导电效果； ？安全性更好：单壁CNT与多壁CNT或导电炭黑相比有高达2倍的附着力，安全性更好。 ？提升硅基负极电池循环寿命：硅基负极导电性弱，配合单壁碳管能够完美弥补其不足，显著提升循环寿命。 （三）发展趋势：短期看铁锂“回潮”，长期看高镍三元、硅基负极“提速” ？短期看铁锂“回潮”：石墨烯复合导电浆料以7：3的比例配比碳纳米管粉体、石墨烯与分散溶剂等其他原材料混合搅拌、研磨制成，适配磷酸铁锂锂电池性能更好。今年磷酸铁锂电池产量自5月就已超过三元电池产量，磷酸铁锂装车量自7月超过三元电池装车量，短期铁锂回潮带动石墨烯复合导电浆料及碳纳米管渗透率。 ？中长期看高镍三元、硅基负极渗透率提升：高能量密度仍是动力电池主要发展方向，其中主要载体三元动力电池的新型导电剂主要为碳纳米管导电浆料。高镍三元硅负极理论能量密度高达4200mAh/g，是已知用于做负极材料理论比容最高的材料，但其导电性能较差，需要添加高性能导电剂提升，而CNT不仅可以弥补硅基负极导电性不足，还可以在硅颗粒之间建立高度导电和持久连接，即使硅负极颗粒体积膨胀并开始出现裂缝，这些颗粒仍可通过CNT保持良好连接，防止负极材料破裂。 碳纳米管已在中高端数码锂电池中广泛使用，有望向低端市场渗透。目前除低端锂电市场仍在使用传统炭黑类导电剂，超过90%的中高端数码锂电池企业已使用碳纳米管，如比亚迪、比克、力神、卓能等数码巨头。随着碳纳米管成本的不断下探，低端市场碳纳米管渗透率有望上升。 （四）生产工艺：催化剂、纯化、分散是关键 目前碳纳米管的制备方法主要包括化学气相沉积法（CVD）、激光蒸汽法、石墨电弧法、水热法，目前碳纳米管生产企业主要采用基于化学气相沉积法制备碳纳米管的途径。目前有许多不同类型的CVD，如催化化学气相沉积（CCVD）或等离子体增强（PE）氧气辅助CVD、水辅助CVD、微波等离子体（MPECVD）等，其中CVD是目前合成CNT的标准技术，CVD是一种经济实用的大规模生产方式并且可以生成相当纯的碳纳米管的制备方法。 催化剂、纯化、分散技术是主要技术壁垒。 ？催化剂：催化剂是决定碳纳米管管径、纯度的关键，不同公司使用的催化剂不同得到产品具体差异明显，催化剂生产的质量、性能将直接影响后续产出的碳纳米管质量。 ？分散：碳纳米管比表面积大、长径比高，容易团聚，实际导电效率低，不易分散，一般通过分散剂、NMP/去离子水溶解、分散碳纳米管以制备碳纳米管导电浆料提升导电性，以方便电池厂使用。 ？纯化：不同品质产品需要经过不同的纯化工序，其中高温氧化主要除去碳纳米管粗粉中无定形碳杂质；酸洗提纯、石墨化主要除去碳纳米管粗粉中的催化剂金属杂质。碳纳米管粗粉经过纯化工序后得到碳纳米管纯粉，纯化工序越复杂，纯化后的碳管性能越好。 （五）市场格局：天奈科技龙头地位稳固 2021年天奈科技稳坐行业出货量第一。根据高工锂电数据， 2020年国内碳纳米管CR3为76%，CR5为89%，随着更多玩家入场、龙头加速扩产，2021年演变至CR3为71%，CR5为87%，行业集中度略有下滑。其中天奈科技是最早实现碳纳米管通过浆料形式导入锂电池商业化的企业之一，目前是全国CNT导电浆料销售额、出货量最大的企业，稳坐行业头把交椅，市占率达43.4%，远超行业二三线企业。 海外企业开始布局碳纳米管产能建设。目前碳纳米管导电浆料生产企业主要集中在国内，国外则主要掌握性价比更高的炭黑类导电剂，但因为碳纳米管导电性能的优异以及价格的逐年下降，国外企业也开始布局CNT业务。 ？LG：在2017年就已具备500吨CNT的产能，2021年4月宣布旗下位于韩国丽水的第二座CNT工厂1200吨扩建工程已完成并开始运营； ？卡博特：于2020年4月花费1.15亿美元（约8亿人民币）收购三顺纳米，以获得三顺纳米单壁CNT、多壁CNT和各种类型的混合物； ？沙特基础工业公司（SABIC）：于2019年1月宣布收购纳米技术公司Black Diamond Structures（BDS）的多数股权，BDS MOLECULAR REBAR技术可生产深宽比均匀、清洁和离散分布的碳纳米管，主要应用于高性能储能。 ？OCSiAl：目前拥有年产单臂碳纳米管90吨的产能，全球市占率超过90%。2024年卢森堡新工厂一期项目投产后，其产能可以提升至年产240吨。其代表性产品为TUBALL系列的单臂碳管产品。 ？Nanocyl SA：聚焦于多壁碳纳米管，其产品广泛应用于塑料、纺织、橡胶等领域，年产能约在1000吨左右。 （六）市场空间测算：小赛道孕育大空间，2025年市场空间近300亿 碳纳米管属于小赛道大增速的行业。我们预计2025年正极/硅基负极用碳纳米管需求量为72.6万吨/3200吨，市场空间达293亿元。 具体测算核心假设如下： ？锂离子电池产量：预计2025年动力/消费/储能/其他锂离子电池产量分别为1040/105/250/65GWh； ？渗透率：预计CNT2025年在动力/消费/储能/其他渗透率分别为53%/35%/10%/30%。 ？活性物质添加比例：目前LFP/NCM/硅基负极添加量分别为1.5%/1%/0.1%（单壁），预计添加比例将缓慢下降； ？粉体/浆料比例：预计保持在4.5%； ？价格：MCNT随NMP价格波动而波动，SCNT价格预计随着国产规模化生产后逐年下降。 （七）相关标的 1、天奈科技：全球碳纳米管龙头，引领行业发展 厚积薄发，十年一剑。公司于2011年成立，前身是开曼天奈，并于2019年在科创板上市，目前是国内最大的碳纳米管生产企业，在碳纳米管及其相关复合材料领域处于全球领先水平。公司目前客户主要包括宁德时代、ATL、比亚迪等，率先突破了CNT导电剂的流化床宏量制备技术，实现产业化生产，引领CNT新型导电剂在锂电导电剂体系的不断加速渗透，市场占有率稳步提升。 营收净利稳步提升，毛利率行业领先。根据2021年业绩快报，受益于新能源汽车高景气度下动力锂离子电池需求爆发，公司2021年实现营收13.6亿元，同比增加189%； 21年全年归母净利润为2.99亿元，同比增长179%。公司产品较之传统导电剂及同行业其他公司产品有一定技术优势与规模优势，毛利率高于行业平均水平。 产能高速扩张，进一步提升公司市场份额。截止至2021年公司拥有3万吨碳纳米管导电浆料产能，与同行业其他公司相比，公司产能优势明显，公司上市以来扩产计划主要如下： ？2019：IPO募投项目Ⅰ：年产300吨纳米碳材+8,000吨导电浆料+2,000吨导电塑料母粒。 ？2019：IPO募投项目Ⅱ：年产6,000吨碳纳米管+年收集900吨副产物氢项目+年产10,000吨导电浆料。 ？2021：可转债项目：年产50,000 吨的导电浆料+年产5,000 吨导电塑料母粒+年产3,000 吨碳管纯化加工的生产能力。 ？2021：美国项目：年产8000吨碳纳米管导电浆料生产线项目。 ？2022：西部项目：投资30亿元建设2万吨多壁碳纳米管及相关复合产品生产项目，其中一期一/二阶段各5000吨，二期10000吨。 2、道氏技术：比亚迪增资入股，完成碳材料资产整合 比亚迪增资入股，碳材料资产整合。公司在2014年收购青岛昊鑫20%股份，2018年完成对青岛昊鑫100%全资控股，主要生产石墨烯复合导电浆料及碳纳米管导电浆料，携下游客户比亚迪共同成长，近期公司完成资产整合及增资，以格瑞芬为公司碳材料板块主体，实现深度聚焦及整合，布局完善涵盖催化剂、碳纳米管粉体、高纯粉体、导电浆料、NMP回收等完整的导电剂供应链和研发体系。 ？2021年12月公司公告，公司实施资产重组，以格瑞芬为碳材料主体，分别受让佛山道氏、江门道氏、赣州昊鑫100%股权，实现碳材料板块的统一。 ？2022年4月公司公告，为了提升格瑞芬的竞争实力，促进公司碳材料业务快速稳健发展，公司拟由母公司道氏技术、员工持股平台对格瑞芬增资，并引进比亚迪等战略股东，拟增资金额6亿元。 目前公司规划青岛、江门、龙南、兰州四大生产基地，预计22年底达4万吨浆料产能。 四、投资建议 建议关注：1）受益于行业高增β及渗透率提升α的碳纳米管标的：天奈科技、道氏技术等；2）导电炭黑国产替代先锋：黑猫股份等。 五、风险提示 1）碳纳米管渗透不及预期； 2）硅基负极渗透不及预期； 3）新能源汽车销量不及预期； 4）导电炭黑国产化不及预期等。 华创电新团队 新能源与电力设备行业第一线最深度研究 期待与您的交流！ 首席研究员：彭广春 同济大学工学硕士。曾任职于上汽集团技术中心动力电池系统部、安信证券研究中心，2020年加入华创证券研究所。 助理研究员：殷晟路 上海高级金融学院工商管理硕士。曾任职于上汽通用汽车制造规划部、西南证券研究发展中心，2020年加入华创证券研究所。 助理研究员：沈成宇 复旦大学经济学院金融硕士，2021年加入华创证券研究所。 助理研究员：王璐 新加坡南洋理工大学金融硕士，2021年加入华创证券研究所。 法律声明： 华创证券研究所定位为面向专业投资者的研究团队，本资料仅适用于经认可的专业投资者，仅供在新媒体背景下研究观点的及时交流。华创证券不因任何订阅本资料的行为而将订阅人视为公司的客户。普通投资者若使用本资料，有可能因缺乏解读服务而对报告中的关键假设、评级、目标价等内容产生理解上的歧义，进而造成投资损失。本资料来自华创证券研究所已经发布的研究报告，若对报告的摘编产生歧义，应以报告发布当日的完整内容为准。须注意的是，本资料仅代表报告发布当日的判断，相关的分析意见及推测可能会根据华创证券研究所后续发布的研究报告在不发出通知的情形下做出更改。华创证券的其他业务部门或附属机构可能独立做出与本资料的意见或建议不一致的投资决策。本资料所指的证券或金融工具的价格、价值及收入可涨可跌，以往的表现不应作为日后表现的显示及担保。本资料仅供订阅人参考之用，不是或不应被视为出售、购买或认购证券或其它金融工具的要约或要约邀请。订阅人不应单纯依靠本资料的信息而取代自身的独立判断，应自主作出投资决策并自行承担投资风险。华创证券不对使用本资料涉及的信息所产生的任何直接或间接损失或与此有关的其他损失承担任何责任，本资料所载的证券市场研究信息通常基于特定的假设条件，提供中长期的价值判断，或者依据“相对于指数表现”给出投资建议，并不涉及时具体证券或金融工具在具体价位、具体时点、具体市场表现的利断，因此不能够等同于带有针对性的、指导具体投资的操作意见。普通个人投资者如需使用本资料，须寻求专业投资顾问的指导及相关的后续解读服务。若因不当使用相关信息而造成任何直接或间接损失，华创证券对此不承担任何形式的责任。未经华创证券事先书面授权，任何机构或个人不得以任何方式修改、发送或者复制本资料的内容。华创证券未曾对任何网络、平面媒体做出过允许转载的日常授权。除经华创证券认可的媒体约稿等情况外，其他一切转载行为均属违法．如因侵权行为给华创证券造成任何直接或间接的损失，华创证券保留追究相关法律责任的权利。订阅人若有任何疑问，或欲获得完整报告内容，敬请联系华创证券的机构销售部门，或者发送邮件至jiedu@hcyjs.com。
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