4680电池系列碳纳米管导电剂产业:天奈科技VS道氏技术VS莱尔科技

发布时间:2023-10-03 作者: 导电黑粒

  原标题:4680电池系列碳纳米管导电剂产业:天奈科技VS道氏技术VS莱尔科技

  从锂离子电池的原理来看,导电剂、粘结剂等辅助材料,并不参与电化学反应,所以其对单位体积内的包含的能量没有直接影响,但能提高导电性,进而影响倍率性能。

  上游——为 NMP(和N-甲基吡咯烷酮)、丙烯等原材料供应商。NMP为一种有机化学溶剂占成本比重超过60%,锂电生产中不可或缺的有机溶剂,下游 74%用于正极辅助材料和锂电池导电剂浆 ,代表供应商有万华化学、晶瑞电材。

  中游——导电剂生产商,代表企业有天奈科技、卡博特(收购三顺纳米)、道氏技术(收购青岛昊鑫)等。

  从锂电池的发展的新趋势看,主要围绕电池提高单位体积内的包含的能量并减少相关成本发展,并在此基础上提高快充、安全等性能。

  从公式看,只要增大分子(选比容量更高的材料,提升工作电压)便能够提升能量密度。

  以单晶三元提升工作电压为例,高电压有利于提高单位体积内的包含的能量。但就像高压水管频繁受到压力冲击,循环多次水管就容易破裂,而高压电池也会挤压正负极,造成析锂等不良副反应。

  再比如,锂电池的倍率性能,用C来表示。1个容量为3A的1C电池,用3A的电流给它充电,一小时充满;2C就是半小时充满,4C就能达到15分钟快充。

  但是,单位体积内的包含的能量和倍率性能天然矛盾。我们大家都希望能在有限的电池空间里存储尽可能多地能量,又希望这些能量能快速存储释放,这本身就是一种矛盾。松散的海绵材料结构有利于液体扩散,提升电池的充放电倍率性能,但也代表着低体积利用率,单位体积的活性物质少,单位体积内的包含的能量也就降低了。[1]

  导电剂在正极的核心作用,就是增加活性物质间的导电接触,提高导电率。以碳纳米管为例,其是一个直径在10纳米左右,长度达到20um细长的管子,能够在导电网络中充当“导线”的作用,增加正负极颗粒之间的接触,从而发挥高倍率特性。

  负极材料大多采用石墨,本身就与导电炭黑同源,导电性较好,不需要额外添加导电剂。但随着石墨的理论比容量达到上限,长期逐渐被硅基负极替代。

  硅基负极,比容量高达4200mAh/g 但充放电过程中会产生巨大体积膨胀及导电性能较差严重限制了其大规模应用。

  而单壁碳纳米管单壁碳纳米管由于管良好的导电性、高强度、高柔性、高长径比。其在加入低剂量的情况下即可在材料内部形成发达网络的能力,在硅颗粒之间建立高度导电和持久的连接。

  由于单壁碳纳米管当前价格高达1000万/吨,价格是导电炭黑的100倍,高昂的价格短期内难以商业化,但未来将成为各碳纳米管生产导电剂企业未来的重点研究方向。

  一、天奈科技(江苏省、镇江市)——以碳纳米管为主,碳纳米管下游应用中73%用于新能源车领域,18%用于3C,7.4%来自于储能。2021年3C和储能占比明显提升。

  从三个应用领域增速来看,储能(355%)>3C(220%)>动力(163%)。

  从产品结构来看——根据可转债说明书,2021年前三个季度一代、二代、三代分别占比37%、58%、4.3%。

  从技术附加值来看,三代>二代>一代;从浆料售价来看,三代(5.99万元/吨)>二代(4.62万元/吨)>一代(2.82万元)

  一代产品大多数都用在磷酸铁锂,二代大多数都用在三元锂电池,三代大多数都用在高镍三元。(代级越高导电性越强,对高能量密度的正极配适性越好)

  二、道氏技术(广东省、佛山市)——陶瓷材料起家,通过收购进入锂电行业。以三元前驱体为主,锂电材料、陶瓷、碳材料(包括导电剂)分别占比58%、23%、8.7%。

  子公司青岛昊鑫(后更名格瑞芬)主营碳纳米管,21年底拥有碳纳米管浆料产能2.5万吨,粉体1000吨;子公司佳纳能源主营三元前驱体,振华科技是其主要客户之一。

  三、莱尔科技(广东省、佛山市)——涂碳铝箔为其主体业务。2022年8月25日公告,投资年产3800吨碳纳米管及3.8万吨碳纳米管导电浆料项目。投资金额约10亿元-15亿元,总工期24个月,预计项目全部建成投产后年产值达15亿元-25亿元。

  收入结构上看:以碳纳米管为主业的只有天奈科技,道氏技术小部分收入来自碳纳米管,而莱尔科技刚布局。

  道氏技术的利润,主要由钴盐和电解铜贡献,19年受钴盐价格下降及正极业务下游需求较弱原因利润承压,21年钴盐价格修复利润上升。

  一、天奈科技——2022年中报披露,实现收入9.41亿元,同比+80%,净利润2.04亿元,同比+69 %。

  量方面:22 年 H1 浆料收入9.3亿元,同比增加79%,预计对应浆料出货 2.2 万吨,其中 Q2 出货 1.0-1.1万吨,预计Q3出货1.4万吨,Q4出货2.1-2.2万吨,全年大约在5.6-5.7万吨,同比增长70%。

  价方面:22 年H1 单吨盈利 0.9 万元/吨,其中 Q2 单吨盈利约1.0 万元/吨,环比提升 14%,主要系产品结构升级,第三代产品在Q2占比达到25%。

  二、道氏技术——2022年半年报实现收入37.25亿元,同比+34.35%,利润2.53亿元,同比-1.35%。三大业务中碳材料增速较快(同比+126%),三元材料同比增长33.15%。

  2022H1出现增收不增利,三元前驱体和导电剂毛利率均出现下滑,原因是下游客户在三元正极及导电剂领域话语权较强,竞争加剧导致其无法将原材料涨价传导至下游。

  三、莱尔科技——2022上半年实现收入2.31亿元,同比+3.66%,利润0.32亿元,同比-28.46%。

  上半年业绩下滑,主要是老业务受原材料价格持续上涨等因素影响,产品毛利率下降;新业务晶圆膜、热成型、车载等应用产品目前销售规模较小,仍未形成体量。

  天奈科技2021年净现比显而易见地下降,主要是应收账款占收入比重有所提升,和原材料NMP涨价囤货导致。其下游客户宁德、比亚迪、ATL占比相对集中,客户话语权较高。

  三家企业资本支出均高于经营活动现金流,道氏技术CAPEX大幅度的提高,主要是其扩产较多三元前驱体产能。

  高毛利率根本原因是产品2-3年的快速迭代,保持较好的竞争优势 。天奈科技一代产品长度为 3-10μm,管径为 10-15nm,第三代产品长度可达 5-30μm,管径可达 5-10nm,三代毛利率比一代高17%。

  单看道氏技术的导电剂毛利率,2019年-2022年H1分别为 35.47%、 14.47%、 25.40%和 21.55%,毛利率下降幅度较大的原因是一方面受原材料 NMP价格大幅度上升那影响,另一方面,下游客户在导电剂领域具有较强的影响力,对采购价格压缩明显,受市场之间的竞争加剧等因素影响,毛利率有所下降 。

  从天奈的产品看,其一代产品大多数都用在磷酸铁锂,二代大多数都用在三元锂电池,第三代大多数都用在高镍三元,而更新一代产品,则用于硅碳负极(未放量)。当前,一代产品占比有提升的趋势。

  单看碳纳米管毛利率,道氏技术比天奈科技低近8pct,主要是产品结构及规模化效应带来的差距。

  可见,碳纳米管行业维持高毛利的方式类似半导体代工,要一直推出高毛利的先进制程产品。

  2021年莱尔科技利润率下降原因是老消费电子业务景气度下行叠加原材料涨价所致。

  天奈科技ROE高在净利润率;道氏技术高,是因为资产重组后总资产周转率及净利润率提升。

  导电剂,可分别用于正极、负极,我们自下而上将导电剂的市场空间进行拆分,可以用以下公式表达:

  碳纳米管市场规模=导电剂在正极渗透率*碳纳米管渗透率*单位正极碳纳米管用量*价格+导电剂在负极渗透率*碳纳米管渗透率*单位负极碳纳米管用量*价格

  CNT 在导电剂领域主要增长源自于两点:1)下游新能源汽车需求量开始上涨;2)正极导电剂中 渗透率提升;3)硅碳负极导电剂应用。

  2022年前1-8月累计销量385万辆,同比增长114%,纯电累计销量326万,同比105.6%,混动75.6万辆,同比185%,混动车增速明显高于纯电。

  根据乘联会预测, 2022年9月销量据乘联会预测,9月份新能源汽车零售销量预计58.0万辆,同比增长73.9%,环比增长9.5%,渗透率29.7%,销量数据优于7、8月。

  从9月数据分析来看,若10-12月销量环比稳定在9月水平,全年将达到617万辆,同比增长76%。

  参考车用胶管产业链分析(详见优塾产业链报告库,可扫描文末二维码订阅,详情不再赘述):我们预计中短期内渗透率提升驱动力主要看中低端车型、高端车型新能源渗透率的提升,价格的范围在15-30万元之间。

  考虑到2022年全年销量数据大概率达600万辆预期,我们来预测2023年渗透率会达到什么水平?

  新能源车渗透率驱动,主要靠的是爆款。比如五菱宏光MINI和modelY两款车大幅拉动了5万元以下、30-35万元车型区间渗透率。

  纯电:新车型普遍在20万以上,比亚迪(海豹)、广汽埃安(A系列)、长安(阿维塔11)、小鹏(G9)、蔚来(ET5)、极氪(001/009)、欧拉(芭蕾猫)、哪吒(S)、理想(L9),除了零跑均将推出或交付高品质的高端纯电动车。

  潜在爆款车型有(订单突破1万):海豹(累计订单达到6万),长安LUMIN(4万)、问界M9等。

  混动:大部分在20万以下,相比2022年仅有比亚迪DMI来看,2023年混动新车型数量有明显多元化增长。

  2022H2-2023 年,比亚迪(舰队)、哪吒S、长城哈弗+WEY+坦克、长安、问界、吉利+领克等众多车企将推出插混新车型。

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