導電劑：鋰電池產業鏈中游關鍵輔材，涂敷于正負極

• 朱夢華 2023年9月21日 來源：互聯網 214 6
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導電劑：鋰電池關鍵輔材，涂敷于正負極

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導電劑是鋰電池輔材，涂覆于正極材料和負極材料。在極片制作時會加入一定量的導電劑，用于增加電子和鋰離子的導電性，通過在活性物質表面形成導電網絡加快電子傳輸速率，同時可吸收和保持電解液，為鋰離子提供更多電解質界面，從而提高電池充電效率和延長電池使用壽命。現有主流導電劑有三類，包括導電炭黑、碳納米管和石墨烯。球面導電炭黑的接觸面積小，導電性能弱于其他兩種；管狀碳納米管導電性優異但價格高；片狀石墨烯因形狀原因對電流正向流通會有一定阻礙。

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選擇導電劑的因素：導電性、添加量和成本。新型導電劑較傳統炭黑：（1）性能優勢：阻抗越低導電性越好，據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，循環性能更優異。（2）添加量小，據高工鋰電測算，傳統炭黑導電劑添加量為正極材料重量約3%，而碳納米管、石墨烯等新型導電劑添加量降至0.8%-1.5%，低添加量可為正極活性物質節約空間從而提高能量密度。（3）單價較高，據百川盈孚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電炭黑SP價格的2.0-4.0倍，綜合考慮性能和成本，產業鏈現多采用新型傳統復合導電漿料，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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導電劑位于鋰電池產業鏈中游，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）、3C數碼（5G智能手機迭代換新等需求向好）等行業景氣度高漲，疊加電動兩輪車（換電市場需求上漲）和電動工具（國產化推進）兩大下游細分市場持續發力，據工信部統計2021年中國鋰電池總出貨量324GWh，同比增長106%，其中消費、動力、儲能型鋰電產量分別為72GWh、220GWh、32GWh，分別同比增長18%、165%、146%。下游需求帶動下，據高工鋰電統計，2021年中國導電劑粉體總出貨量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。國內補貼延續、磷酸鐵鋰電池裝機多車型以價換量、中間價格帶滲透率待突破，國內新能源汽車增量空間大。海外市場，歐洲碳排放限額、主力國家補貼延續、特斯拉柏林工廠今年已投產，2022年為美國電動皮卡元年疊加車型豐富度持續提升；雙碳背景下，系列政策出臺儲能商業模式逐步清晰、價格機制趨于完善，多場景應用擴張疊加經濟性拐點到來，行業需求空間迎來重塑。性能優勢將加速碳管滲透率上行同時帶動炭黑添加比例下行，單壁碳管量產后碳管添加量呈下降趨勢，假設2022-2025年碳納米管全球滲透率為35%/45%/50%/55%，動力電池導電炭黑添加比例為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%，我們測算預計2025年全球導電炭黑需求約10.09萬噸，碳納米管粉體1.92萬噸，以5%折固對應漿料38.50萬噸。

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先立后破，導電劑國產替代迎成長機遇。復盤導電劑行業隨鋰電池產業興起過去20余年的發展進程：（1）2014年之前：炭黑為主流導電劑，國內依賴全進口。導電炭黑屬于中高端炭黑，海外炭黑技術起步早，我國炭黑行業多為中小型企業，產品結構差且鋰電發力前市場小，國內實力炭黑企業未布局進入，導致我國鋰電導電炭黑產品長期依賴進口。（2）2014-2021年：國產新型導電劑打破海外壟斷，天奈科技率先崛起。中國的碳納米管研究與世界先進水平并駕齊驅，2014年起以天奈科技、三順納米為代表的國內公司通過購買專利、自研等多種方式成功實現量產，開啟導電劑國產替代。內需擴張+新型優質碳管國產化，呈現新型替代傳統趨勢。（3）2022年：導電炭黑求國產突破，碳管降本+單壁工業化搶增量空間。導電炭黑：2024年前現有海外進口商新增供給有限，鋰電旺盛需求背景下行業供需緊張。碳納米管：因細長結構在高端電池市場擁有性能優勢，據道氏技術增資公告，比亞迪在2022年4月入股道氏技術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。未來導電劑行業的核心利潤將從碳納米管的國產化技術紅利轉移至導電炭黑的國產化技術紅利和一體化碳納米管企業成本管理下的降本空間。

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導電炭黑：指標嚴苛，反應爐、純化為核心

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國內炭黑行業復盤：（1）2003-2013年為我國炭黑行業高速發展十年。據中國化工報，2003年我國炭黑年總產量101.8萬噸，2013年該總產量上漲至470萬噸，期間以年均約37萬噸的增量上漲。（2）2014-2018年炭黑行業告別高增長時代，進入第一個周期。因受到下游輪胎遭受國外反傾銷和反補貼、貿易摩擦及海外建廠等影響，2015年國內炭黑產量首次出現了負增長。前半周期國家側供給改革疊加環保監管趨嚴，且國際原油價格暴跌導致國內外炭黑產品價格差收窄，出口減弱國內市場進一步產能過剩，后半周期行業去產能成果顯著，供需格局得到改善。（3）2019年-至今，進入第二個波動周期。前半周期受中美貿易摩擦及疫情影響，2019年炭黑價格大幅下降；后半期炭黑行業受環保限產，優化產品結構，炭黑價格觸底回暖，自2020年6月起持續上漲。

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鋰電導電炭黑核心品控指標：吸油值和金屬雜質含量。炭黑導電性一般用吸油值DBP來衡量，值越大導電性越好?，F國內非鋰電領域導電炭黑DBP最多只有180ml/g，用于電池的導電炭黑需要至少達到250ml/g。此外，對于鋰電池還需要考慮添加進正、負極材料的金屬含量，金屬雜質過高會造成電池的自放電從而形成短路，鋰電用導電炭黑導電指標更嚴苛，純度要求更高。

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常見導電炭黑主要有三類：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，擁有較好的吸油值和最小的比表面積，是三類中兼具導電性能和分散性最佳的導電炭黑?？魄俸诰哂歇毺氐闹ф湢钚螒B，導電體導電接觸點多，支鏈形成較多導電通路，因而只需很少的添加量即可達到極高的導電率，是目前最前沿的超導電炭黑，但其比表面積大導致分散困難，且國產無突破進口價格昂貴，目前只用于高端鋰電池，分散和進口替代問題解決后市場空間有望逐步打開。

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導電炭黑以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。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行裂解，再經過冷卻、收集、造粒得到的。不同于油爐法制備，乙炔黑吸油值DBP更小，導電性更差，且表面積更大，分散更難。國內主要生產商有焦作市和興化工等。2021年新能源需求上漲以前，鋰用導電炭黑主要是油爐法生產。因疫情和原油價格上漲導致海外進口導電炭黑價格上漲，疊加下游需求旺盛導致行業供需緊張大背景下，部分電池廠選擇價格更友好的乙炔黑作為暫時替代品。在導電炭黑國產化趨勢疊加海外彈性產能逐步落地后，我們認為電池廠將重新選擇導電性能更佳、更高端的油爐法炭黑。

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導電炭黑技術壁壘高，與普碳產線不重合。油爐法是最常見的生產工藝，常規炭黑反應爐的直徑偏大，尤其是靠近喉管段的反應爐段較大，直徑大會導致溫度場不均勻，最高溫度段偏離喉口區，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含量指標，因此需重新設計反應爐和配套設計去金屬離子方案。國內炭黑工廠反應爐多為國外引進，自主研發萬噸級反應爐企業較少，且純化實現路徑需長期研發積累，因此導電炭黑呈現高技術門檻，我國長期依賴海外進口。

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