2020年中國碳奈米管導電劑趨勢，新能源汽車需求促進行業快速滲透

一、碳奈米管導電劑產業概述

1、分類狀況

由於鋰離子電池正極材料通常為半導體或絕緣體，電導率較低，因此需要額外新增導電劑以提高正極電導率。常見的導電劑有碳奈米管、炭黑、導電石墨、石墨烯及其混合產品等，由於碳奈米管作為新型導電劑效能優異，新增量小，成長空間大近來年備受市場關注，在高階數碼電池領域的應用比例可達50%以上。雖然石墨烯導電劑也具有導電性優異的特點，但適用範圍較碳奈米管導電劑有侷限性較高，主要用於磷酸鐵鋰電池。

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2、競爭優勢

碳奈米管導電劑有望逐步替代炭黑等傳統導電劑成為動力鋰電池的主流導電劑。一方面，相對於傳統導電劑而言，碳奈米管具有更大的長徑比和更低的阻抗，具備更好的導電效能，有助於改善鋰電池的倍率效能和迴圈壽命。另一方面，碳奈米管能夠透過降低非活性物質的佔比來提升鋰電池能量密度。

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為提高動力鋰電池的能量密度和迴圈壽命，各鋰電池企業在研發正負極新材料體系的同時，致力研究透過其他材料提升鋰電池能量密度。碳奈米管憑藉其較高長徑比的特性，相較於炭黑能夠進一步提高鋰電池的倍率效能，並可以透過更少的新增量來提升正極活性物質含量，從而提升鋰電池能量密度。儘管在市場應用的早期階段，較高的價格是碳奈米管替代炭黑成為動力鋰電池主流導電劑的主要障礙，但碳奈米管作為一種新型材料，隨著市場接受度的提升、大規模的產業化以及價格的持續下降，相比於炭黑等傳統導電劑在價效比上的差距持續縮小，根據GGII資料，碳奈米管市場滲透率持續增長，到2019年已達37%。

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二、碳奈米管導電劑驅動因素

1、動力鋰電池

在全球大力發展新能源汽車的大背景下，動力鋰電池市場的高速增長直接帶動碳奈米管需求擴張。根據GGII資料顯示，我國動力電池裝機量自2015年起逐年增長，到2019年達62。4%，2020年公共衛生事件影響下，增速放緩，僅達62。9萬噸，同比2019年增長0。8%。

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導電劑的新增量服從“滲透閾值”理論，即導電劑在新增到一定量後在活性物質之間達到最優的導電網路，繼續新增則能顯著提升電極材料的導電效能。傳統炭黑導電劑在正極材料中的新增量一般為3%，而新型導電劑因其高效的導電效能，一般可將新增量降低至0。5-1。0%。以傳統的導電炭黑和碳奈米管迚行對比，碳奈米管的新增量僅為炭黑的1/6-1/2。雖然碳奈米管單價是炭黑單價的10倍，但碳奈米管較低的摻雜量使得其總體花費為炭黑的1。4-5。5倍。

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2、新能源汽車

當前制約新能源汽車產業發展的一個重要原因為續航里程問題，而提升鋰電池的能量密度是解決這一問題最直接有效的方式。具體體現為提高正負極活性物質的比容量或者降低非活性物質佔比來提高活性物質新增量。達到同樣的導電效果，碳奈米管的用量僅為傳統導電劑的1/6-1/2，因此可以透過降低非活性物質佔比來提高活性物質新增量，從而提升鋰電池能量密度。在我國雙碳政策下，我國新能源汽車產業快速擴張，（根據中汽協資料，2021年1-9月銷已達215。7萬輛，再創新高），將成為我國碳奈米管導電劑發展關鍵驅動力。

資料來源：華經產業研究院整理

三、碳奈米管導電劑現狀分析

1、出貨量

在高能量密度鋰電需求的帶動下，碳奈米管導電漿料出貨量將保持高增長趨勢。根據GGII，2020年我國碳奈米管導電漿料出貨量為4。8萬噸，2016-2020年出貨量年複合增長率為36%。據GGII預計，2021年中國碳奈米管導電漿料出貨量將達7。2萬噸，未來五年中國碳奈米管導電漿料市場銷量將保持高增長的趨勢，到2025年，中國碳奈米管導電漿料出貨量將突破32萬噸。

資料來源：GGII，華經產業研究院整理

2、競爭格局

行業集中度高，龍頭企業地位穩固，競爭格局明晰。據資料，按出貨量口徑計算，2017年行業CR4為74。0%，2020年CR4為82。7%，行業集中度高且集中趨勢明顯。2020年，江蘇天奈的市場份額穩佔第一，為32。3%，龍頭地位穩固。市場份額佔據前五的企業還包括集越奈米、卡博特、道氏技術和無錫東恆，市場份額分別為23。8%、19。6%、8。3%和5。2%，競爭格局明晰。

注：按出貨量口徑

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相關報告：華經產業研究院釋出的《2021-2026年中國鋰電池材料行業發展監測及投資戰略規劃研究報告》；

國內產能和技術領先，外資追趕。目前全球碳奈米管產能主要在國內，國外廠商生產量較小。2020年，天奈科技、青島昊鑫、三順奈米的粉體產能分別達到800噸、800噸和2000噸，漿料產能分別達到3萬噸、1。7萬噸和1。3萬噸，遠高於外資企業。隨著動力電池對碳奈米管需求的增長，外資透過自研和收購等方式入場，如LG化學依靠化工領域的積累進行自研，卡博特透過收購三順奈米的方式進行佈局。

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3、國產化進度

傳統導電劑依賴進口，新型導電劑國內技術領先。中國鋰電池導電劑的國產率從2014年的12。9%逐漸增長到了2018年的31。2%，年複合增長率為24。7%，以此預計2020年的國產率將提升到48。5%。增量市場的提升空間意味著國產導電劑的需求市場將處於供不應求的狀態，為形成規模經濟且成本降低的國內導電劑生產廠商提供了機會。

資料來源：GGII，華經產業研究院整理

四、碳奈米管導電劑發展趨勢

1、推進國產化程序

國內鋰電企業在傳統導電劑領域長期依賴進口，中國作為全球最大的電動車市場，鋰電池材料行業快速成長，隨著碳奈米管生產技術的進步以及規模化，碳奈米管作為新型導電劑的優勢開始逐步體現，逐漸開始匯入下游電池廠家。隨著碳奈米管導電劑在鋰電應用的推廣，我國鋰電池導電劑市場的國產化率逐年提高。

2、與矽基負極相互促進

碳奈米管能夠提高矽基負極的導電性和穩定性，矽基負極商業化加速推進，進一步提升碳奈米管需求。碳奈米管具有獨特的奈米結構和優異的力學效能，與矽材料複合後可以有效抑制和緩解充放電過程中矽材料的體積膨脹效應以及穩定SEI。同時，碳奈米管具有極高的電子遷移率，能夠顯著提升矽基複合材料的電化學效能和迴圈穩定性。目前商業化程度較高的矽基負極材料包括矽/炭複合材料和氧化亞矽複合材料，隨著主要材料企業的技術日趨完善且相關的電池企業的應用技術逐漸成熟，矽基負極應用將逐漸增多，由此進一步提升碳奈米管的需求。