一、碳納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，因此需要額外添加導電劑以提高正極電導率。常見的導電劑有碳納米管、炭黑、導電石墨、石墨烯及其混合產品等，由於碳納米管作為新型導電劑性能優異，添加量小，成長空間大近來年備受市場關注，在高端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，但適用範圍較碳納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
碳納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，碳納米管具有更大的長徑比和更低的阻抗，具備更好的導電性能，有助於改善鋰電池的倍率性能和循環壽命。另一方面，碳納米管能夠通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循環壽命，各鋰電池企業在研發正負極新材料體系的同時，致力研究通過其他材料提升鋰電池能量密度。碳納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性能，並可以通過更少的添加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，較高的價格是碳納米管替代炭黑成為動力鋰電池主流導電劑的主要障礙，但碳納米管作為一種新型材料，隨着市場接受度的提升、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性價比上的差距持續縮小,根據GGII數據，碳納米管市場滲透率持續增長，到2019年已達37%。
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二、碳納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納米管需求擴張。根據GGII數據顯示，我國動力電池裝機量自2015年起逐年增長，到2019年達62.4%，2020年公共衞生事件影響下，增速放緩，僅達62.9萬噸，同比2019年增長0.8%。
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導電劑的添加量服從“滲透閾值”理論，即導電劑在添加到一定量後在活性物質之間達到最優的導電網絡，繼續添加則能顯著提升電極材料的導電性能。傳統炭黑導電劑在正極材料中的添加量一般為3%，而新型導電劑因其高效的導電性能，一般可將添加量降低至0.5-1.0%。以傳統的導電炭黑和碳納米管迚行對比，碳納米管的添加量僅為炭黑的1/6-1/2。雖然碳納米管單價是炭黑單價的10倍，但碳納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添加量。達到同樣的導電效果，碳納米管的用量僅為傳統導電劑的1/6-1/2，因此可以通過降低非活性物質佔比來提高活性物質添加量，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，（根據中汽協數據，2021年1-9月銷已達215.7萬輛，再創新高），將成為我國碳納米管導電劑發展關鍵驅動力。
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三、碳納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，碳納米管導電漿料出貨量將保持高增長趨勢。根據GGII，2020年我國碳納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年中國碳納米管導電漿料出貨量將達7.2萬噸，未來五年中國碳納米管導電漿料市場銷量將保持高增長的趨勢，到2025年，中國碳納米管導電漿料出貨量將突破32萬噸。
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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。據數據，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納米、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：華經產業研究院發佈的《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。目前全球碳納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、三順納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。隨着動力電池對碳納米管需求的增長，外資通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，卡博特通過收購三順納米的方式進行佈局。
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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着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。
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四、碳納米管導電劑發展趨勢
1、推進國產化進程
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，隨着碳納米管生產技術的進步以及規模化，碳納米管作為新型導電劑的優勢開始逐步體現，逐漸開始導入下游電池廠家。隨着碳納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、與硅基負極相互促進
碳納米管能夠提高硅基負極的導電性和穩定性，硅基負極商業化加速推進，進一步提升碳納米管需求。碳納米管具有獨特的納米結構和優異的力學性能，與硅材料複合後可以有效抑制和緩解充放電過程中硅材料的體積膨脹效應以及穩定SEI。同時，碳納米管具有極高的電子遷移率，能夠顯著提升硅基複合材料的電化學性能和循環穩定性。目前商業化程度較高的硅基負極材料包括硅/炭複合材料和氧化亞硅複合材料，隨着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，硅基負極應用將逐漸增多，由此進一步提升碳納米管的需求。