導(dǎo)電劑：鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈中游關(guān)鍵輔材，涂敷于正負(fù)極

• 朱夢華 2023年9月21日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 214 6
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導(dǎo)電劑：鋰電池關(guān)鍵輔材，涂敷于正負(fù)極

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導(dǎo)電劑是鋰電池輔材，涂覆于正極材料和負(fù)極材料。在極片制作時會加入一定量的導(dǎo)電劑，用于增加電子和鋰離子的導(dǎo)電性，通過在活性物質(zhì)表面形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)加快電子傳輸速率，同時可吸收和保持電解液，為鋰離子提供更多電解質(zhì)界面，從而提高電池充電效率和延長電池使用壽命?，F(xiàn)有主流導(dǎo)電劑有三類，包括導(dǎo)電炭黑、碳納米管和石墨烯。球面導(dǎo)電炭黑的接觸面積小，導(dǎo)電性能弱于其他兩種；管狀碳納米管導(dǎo)電性優(yōu)異但價格高；片狀石墨烯因形狀原因?qū)﹄娏髡蛄魍〞幸欢ㄗ璧K。

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選擇導(dǎo)電劑的因素：導(dǎo)電性、添加量和成本。新型導(dǎo)電劑較傳統(tǒng)炭黑：（1）性能優(yōu)勢：阻抗越低導(dǎo)電性越好，據(jù)天奈科技招股說明書，碳納米管阻抗僅為炭黑約1/2，低阻抗同時能改善極化，循環(huán)性能更優(yōu)異。（2）添加量小，據(jù)高工鋰電測算，傳統(tǒng)炭黑導(dǎo)電劑添加量為正極材料重量約3%，而碳納米管、石墨烯等新型導(dǎo)電劑添加量降至0.8%-1.5%，低添加量可為正極活性物質(zhì)節(jié)約空間從而提高能量密度。（3）單價較高，據(jù)百川盈孚2022年8月市場成交價測算，單位鋰電池添加碳納米管的價格為導(dǎo)電炭黑SP價格的2.0-4.0倍，綜合考慮性能和成本，產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)多采用新型傳統(tǒng)復(fù)合導(dǎo)電漿料，如SP+碳納米管、碳納米管+石墨烯、SP+碳納米管+石墨烯等。

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導(dǎo)電劑位于鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈中游，2021年受益多類場景需求高速增長。受下游新能源汽車、儲能（雙碳政策引領(lǐng)）、3C數(shù)碼（5G智能手機(jī)迭代換新等需求向好）等行業(yè)景氣度高漲，疊加電動兩輪車（換電市場需求上漲）和電動工具（國產(chǎn)化推進(jìn)）兩大下游細(xì)分市場持續(xù)發(fā)力，據(jù)工信部統(tǒng)計2021年中國鋰電池總出貨量324GWh，同比增長106%，其中消費、動力、儲能型鋰電產(chǎn)量分別為72GWh、220GWh、32GWh，分別同比增長18%、165%、146%。下游需求帶動下，據(jù)高工鋰電統(tǒng)計，2021年中國導(dǎo)電劑粉體總出貨量2.1萬噸，同比+109%，其中碳納米管粉體出貨3000噸，同比+60%，以5%固含量折合碳納米管漿料6.0萬噸。

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全球電動化提速滲透，下游需求多點開花。國內(nèi)補(bǔ)貼延續(xù)、磷酸鐵鋰電池裝機(jī)多車型以價換量、中間價格帶滲透率待突破，國內(nèi)新能源汽車增量空間大。海外市場，歐洲碳排放限額、主力國家補(bǔ)貼延續(xù)、特斯拉柏林工廠今年已投產(chǎn)，2022年為美國電動皮卡元年疊加車型豐富度持續(xù)提升；雙碳背景下，系列政策出臺儲能商業(yè)模式逐步清晰、價格機(jī)制趨于完善，多場景應(yīng)用擴(kuò)張疊加經(jīng)濟(jì)性拐點到來，行業(yè)需求空間迎來重塑。性能優(yōu)勢將加速碳管滲透率上行同時帶動炭黑添加比例下行，單壁碳管量產(chǎn)后碳管添加量呈下降趨勢，假設(shè)2022-2025年碳納米管全球滲透率為35%/45%/50%/55%，動力電池導(dǎo)電炭黑添加比例為2.0%/1.5%/1.5%/1.5%，碳納米管添加比例為0.9%/0.8%/0.7%/0.5%，我們測算預(yù)計2025年全球?qū)щ娞亢谛枨蠹s10.09萬噸，碳納米管粉體1.92萬噸，以5%折固對應(yīng)漿料38.50萬噸。

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先立后破，導(dǎo)電劑國產(chǎn)替代迎成長機(jī)遇。復(fù)盤導(dǎo)電劑行業(yè)隨鋰電池產(chǎn)業(yè)興起過去20余年的發(fā)展進(jìn)程：（1）2014年之前：炭黑為主流導(dǎo)電劑，國內(nèi)依賴全進(jìn)口。導(dǎo)電炭黑屬于中高端炭黑，海外炭黑技術(shù)起步早，我國炭黑行業(yè)多為中小型企業(yè)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)差且鋰電發(fā)力前市場小，國內(nèi)實力炭黑企業(yè)未布局進(jìn)入，導(dǎo)致我國鋰電導(dǎo)電炭黑產(chǎn)品長期依賴進(jìn)口。（2）2014-2021年：國產(chǎn)新型導(dǎo)電劑打破海外壟斷，天奈科技率先崛起。中國的碳納米管研究與世界先進(jìn)水平并駕齊驅(qū)，2014年起以天奈科技、三順納米為代表的國內(nèi)公司通過購買專利、自研等多種方式成功實現(xiàn)量產(chǎn)，開啟導(dǎo)電劑國產(chǎn)替代。內(nèi)需擴(kuò)張+新型優(yōu)質(zhì)碳管國產(chǎn)化，呈現(xiàn)新型替代傳統(tǒng)趨勢。（3）2022年：導(dǎo)電炭黑求國產(chǎn)突破，碳管降本+單壁工業(yè)化搶增量空間。導(dǎo)電炭黑：2024年前現(xiàn)有海外進(jìn)口商新增供給有限，鋰電旺盛需求背景下行業(yè)供需緊張。碳納米管：因細(xì)長結(jié)構(gòu)在高端電池市場擁有性能優(yōu)勢，據(jù)道氏技術(shù)增資公告，比亞迪在2022年4月入股道氏技術(shù)碳材料平臺格瑞芬布局碳納米管，將有力支撐碳納米管滲透率逐漸上行。未來導(dǎo)電劑行業(yè)的核心利潤將從碳納米管的國產(chǎn)化技術(shù)紅利轉(zhuǎn)移至導(dǎo)電炭黑的國產(chǎn)化技術(shù)紅利和一體化碳納米管企業(yè)成本管理下的降本空間。

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導(dǎo)電炭黑：指標(biāo)嚴(yán)苛，反應(yīng)爐、純化為核心

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國內(nèi)炭黑行業(yè)復(fù)盤：（1）2003-2013年為我國炭黑行業(yè)高速發(fā)展十年。據(jù)中國化工報，2003年我國炭黑年總產(chǎn)量101.8萬噸，2013年該總產(chǎn)量上漲至470萬噸，期間以年均約37萬噸的增量上漲。（2）2014-2018年炭黑行業(yè)告別高增長時代，進(jìn)入第一個周期。因受到下游輪胎遭受國外反傾銷和反補(bǔ)貼、貿(mào)易摩擦及海外建廠等影響，2015年國內(nèi)炭黑產(chǎn)量首次出現(xiàn)了負(fù)增長。前半周期國家側(cè)供給改革疊加環(huán)保監(jiān)管趨嚴(yán)，且國際原油價格暴跌導(dǎo)致國內(nèi)外炭黑產(chǎn)品價格差收窄，出口減弱國內(nèi)市場進(jìn)一步產(chǎn)能過剩，后半周期行業(yè)去產(chǎn)能成果顯著，供需格局得到改善。（3）2019年-至今，進(jìn)入第二個波動周期。前半周期受中美貿(mào)易摩擦及疫情影響，2019年炭黑價格大幅下降；后半期炭黑行業(yè)受環(huán)保限產(chǎn)，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，炭黑價格觸底回暖，自2020年6月起持續(xù)上漲。

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鋰電導(dǎo)電炭黑核心品控指標(biāo)：吸油值和金屬雜質(zhì)含量。炭黑導(dǎo)電性一般用吸油值DBP來衡量，值越大導(dǎo)電性越好。現(xiàn)國內(nèi)非鋰電領(lǐng)域?qū)щ娞亢?/span>DBP最多只有180ml/g，用于電池的導(dǎo)電炭黑需要至少達(dá)到250ml/g。此外，對于鋰電池還需要考慮添加進(jìn)正、負(fù)極材料的金屬含量，金屬雜質(zhì)過高會造成電池的自放電從而形成短路，鋰電用導(dǎo)電炭黑導(dǎo)電指標(biāo)更嚴(yán)苛，純度要求更高。

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常見導(dǎo)電炭黑主要有三類：低端乙炔黑、中端SuperP、高端科琴黑。乙炔黑吸油值最小，導(dǎo)電性能最差，且比表面積大于SP，分散難度跟高。SP為球鏈形態(tài)，擁有較好的吸油值和最小的比表面積，是三類中兼具導(dǎo)電性能和分散性最佳的導(dǎo)電炭黑。科琴黑具有獨特的支鏈狀形態(tài)，導(dǎo)電體導(dǎo)電接觸點多，支鏈形成較多導(dǎo)電通路，因而只需很少的添加量即可達(dá)到極高的導(dǎo)電率，是目前最前沿的超導(dǎo)電炭黑，但其比表面積大導(dǎo)致分散困難，且國產(chǎn)無突破進(jìn)口價格昂貴，目前只用于高端鋰電池，分散和進(jìn)口替代問題解決后市場空間有望逐步打開。

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導(dǎo)電炭黑以SuperP為主流，低端低價乙炔黑為供需緊張下的替代品。SP和科琴黑是由油爐法生產(chǎn)。乙炔黑是通過乙炔熱裂解法將電石制成乙炔氣，凈化后在高溫隔絕空氣下進(jìn)行裂解，再經(jīng)過冷卻、收集、造粒得到的。不同于油爐法制備，乙炔黑吸油值DBP更小，導(dǎo)電性更差，且表面積更大，分散更難。國內(nèi)主要生產(chǎn)商有焦作市和興化工等。2021年新能源需求上漲以前，鋰用導(dǎo)電炭黑主要是油爐法生產(chǎn)。因疫情和原油價格上漲導(dǎo)致海外進(jìn)口導(dǎo)電炭黑價格上漲，疊加下游需求旺盛導(dǎo)致行業(yè)供需緊張大背景下，部分電池廠選擇價格更友好的乙炔黑作為暫時替代品。在導(dǎo)電炭黑國產(chǎn)化趨勢疊加海外彈性產(chǎn)能逐步落地后，我們認(rèn)為電池廠將重新選擇導(dǎo)電性能更佳、更高端的油爐法炭黑。

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導(dǎo)電炭黑技術(shù)壁壘高，與普碳產(chǎn)線不重合。油爐法是最常見的生產(chǎn)工藝，常規(guī)炭黑反應(yīng)爐的直徑偏大，尤其是靠近喉管段的反應(yīng)爐段較大，直徑大會導(dǎo)致溫度場不均勻，最高溫度段偏離喉口區(qū)，高溫氣流對原料油裂解不充分使得炭黑無法滿足高吸油值和低金屬雜質(zhì)含量指標(biāo)，因此需重新設(shè)計反應(yīng)爐和配套設(shè)計去金屬離子方案。國內(nèi)炭黑工廠反應(yīng)爐多為國外引進(jìn)，自主研發(fā)萬噸級反應(yīng)爐企業(yè)較少，且純化實現(xiàn)路徑需長期研發(fā)積累，因此導(dǎo)電炭黑呈現(xiàn)高技術(shù)門檻，我國長期依賴海外進(jìn)口。

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