一、吐故而納新，鋰電導電劑體系迎蝶變

（一）鋰電導電劑：鋰電關鍵輔材，用于提升正負極導電性能

導電劑是鋰離子電池關鍵輔材，對改善電池導電性能、容量發揮、倍率性能、循環性能 有著重要的作用。由于大部分正極材料活性物質導電性差，內阻較大，因此需要導電劑 構成導電網絡以提高電極材料活性物質與集流體之間的導電性，目前導電劑主要應用在 正極極片上，未來隨著硅基負極加速滲透，導電劑在負極極片應用將提速。此外，導電劑也可以提高極片加工性，促進電解液對極片的浸潤，有效地提高鋰離子在電極材料中 的遷移速率，降低極化，從而提高電極的充放電效率和使用壽命。

正極：主要提升正極材料的導電性能。鋰電子正極材料導電性能較差，需要通過添加一定比例的導電劑保證導電物質填充滿正極材料活性物質之間的空隙，以形成良 好的導電網絡提升正極材料的導電性能。

負極：主要削弱負極材料的膨脹性，提高循環壽命。負極材料導電性能雖好，但在 多次充放電過程中，鋰電子不斷的嵌入與脫落會引起石墨顆粒體積的膨脹和收縮導 致石墨顆粒間隙越來越大，降低導電性能，部分甚至會脫離電極，降低鋰電子電池 容量。而加入導電劑，可以改善負極表面性能，保持電池導電性。

導電劑占電池成本約 1%，成本敏感度低，下游接受度高。由于導電劑在鋰電池成本占比不高，價格敏感性較弱，因此盡管新型導電劑成本相較于傳統導電劑高，但新型導電劑對于鋰電池能量密度、快充等性能的提升較為顯著，因此鋰電池廠商接受程度較高， 成本或并非第一考量因素。

（二）新型導電劑 vs 傳統導電劑：多維度下綜合對比

鋰電池目前常用的導電劑主要包括炭黑類、導電石墨類、VGCF（氣相生長碳纖維）、 碳納米管以及石墨烯等。其中，炭黑類、導電石墨類和 VGCF 屬于傳統的導電劑；碳納米管和石墨烯屬于新型導電劑材料。

導電炭黑：呈鏈狀或葡萄狀，具有較高的比表面積。炭黑可與活性材料形成點對點 接觸，有利于電解質的吸附提高離子電導率，添加量在 3%左右，是一款高性價比的導電材料，但導電性能相對一般且依賴進口，目前導電炭黑主要分為導電炭黑、超 導炭黑（乙炔黑、Super P 等）、特導炭黑（科琴黑等）。

碳納米管：可分為單壁管和多壁管兩類，一維結構的碳納米管呈圓柱狀，內部中空， 具有良好的電子導電性。纖維結構能夠與活性材料點對線接觸，在電極活性材料中 形成連續的導電網絡，充當“導線”的作用，有利于提高電池容量、倍率性能、電 池循環壽命、降低電池界面阻抗等。

石墨烯：具有片狀二維結構，與活性物質形成點對面接觸，可以最大化的發揮導電 劑的作用，減少導電劑的用量，從而增大活性物質比例，提升鋰電池容量。在加入 量較小的情況下，石墨烯能夠更好地形成導電網絡，效果遠好于導電炭黑。

導電石墨：石墨導電劑為顆粒度更小的人造石墨，孔隙和比表面積更加發達，可與 活性材料形成點對點接觸，有利于改善極片顆粒的壓實密度以及提高離子和電子電 導率，同事用于負極可提高負極容量。

（三）行業趨勢：從單一化走向多元化

成本及性能的綜合考量下，未來導電劑體系將逐步從單一化走向多元復合化。經過復盤， 我們認為國內鋰電池導電劑體系將經歷三個階段：

1）第一階段：導電炭黑為主流，進口依賴程度高：早期鋰離子電池對于性能的要求低， 技術迭代慢，傳統石墨及炭黑導電劑由于相關技術已經較為完善，價格低廉，被廣泛應用于鋰電領域，能夠適配原有電化學體系，但長期依賴海外企業，我們認為主要是以下 兩方面原因：1）2020 年以前鋰電市場增速不高，市場空間較小，全球導電炭黑供給過剩，新玩家較少；2）海外企業在鋰電用導電炭黑上具備先發優勢，產能規模大、產品性能優，國內企業布局較慢。

2）第二階段：新型導電劑加速滲透，導電劑開啟國產替代：隨著我國部分企業（天奈科 技、三順納米、青島昊鑫等）突破碳納米管宏量生產技術，同時動力市場對鋰離子電池 性能要求（能量密度、循環壽命、快充性能等）愈發嚴苛，新型導電劑憑借其更好的導 電性能開始逐步滲透市場，導電劑開啟國產替代浪潮。

3）第三階段：導電炭黑開啟國產替代，導電劑從單一化走向多元化：2021 年下游市場 需求大爆發，全球導電炭黑供不應求給予國內企業國產化替代黃金窗口期，同時碳納米 管持續降本、下游認可度提升，滲透率持續穩步攀升。我們認為新型導電劑與傳統導電 劑并非絕對對立的關系，而是高度協同統一的關系，未來的導電劑體系將會是多元復合 的。由于不同的導電劑各自在成本、導電性能、吸液性能等方面具備優勢，同時不同導電劑復合使用所構建的導電網絡更密集、更完整、有效降低導電劑與活性物質接觸不充 分的概率，起到相互補充、相互協同的作用，因此我們判斷未來導電劑體系將朝著多元 復合化方向演繹。

傳統導電劑仍為主流，新型導電劑滲透率穩步提升。目前以炭黑、導電石墨為代表的常規導電劑在中國已應用多年，電池企業應用已相當成熟，加之常規類導電劑分散相對簡單，電池企業一般直接采購導電劑粉體自行分散，仍為電池廠首選，根據 GGII 數據顯示， 2020 年炭黑占比約 72%，但主要依賴進口。新型導電劑滲透率近年來隨著碳納米管成本 下降、性價比凸顯，逐漸受到電池廠的青睞，2020 年滲透率約 21%，我們預計 2025 年 傳統導電劑與新型導電劑將呈現五五開的局面。

導電劑國產替代趨勢加速。1）導電炭黑開啟國產化趨勢：2020 年前 SP、科琴黑、乙炔 黑等導電炭黑主要從國外進口，國產企業雖有布局但產品綜合性價比不及海外，2021 年 以來全球新能源汽車加速滲透背景下帶來導電炭黑國產化機遇，部分傳統炭黑企業實現 產能技術突破，開始切入國內市場；2）碳納米管滲透率逐步提升：隨著碳納米管的量產 導致成本不斷下探、其優異的導電性能受到下游青睞，國內企業技術領先、具備先發優 勢。因此近年來導電劑國產替代的趨勢越發明顯，碳納米管導電漿料出貨量也在逐年攀 升，根據高工鋰電數據，2018 年國內導電劑國產化率達 31.2%，預計 2022 年達 50%以上。

二、導電炭黑：行業整體供不應求，國產替代進行時

（一）導電炭黑：應用于導電劑領域的中高端特種炭黑

炭黑的主要成分是碳，其基本粒子尺寸在 10--100nm 之間，因此具有優良的橡膠補強、 著色、導電或抗靜電以及紫外線吸收功能，是人類最早開發和應用的納米級材料。炭黑 是由烴類化合物（液態或氣態）經不完全燃燒或熱裂解生成的，主要由碳元素組成，以 近似于球體的膠體粒子及具有膠體大小的聚集體形式存在。炭黑的外觀為黑色粉末。

炭黑下游應用領域廣泛，導電炭黑即炭黑在導電劑領域應用。炭黑是橡膠補強填充劑， 是僅次于生膠的第二位橡膠原材料。炭黑也作為著色劑、紫外線屏蔽劑、抗靜電劑或導 電劑，廣泛應用于塑料、化纖、油墨、涂料、電子元器件、皮革化工和干電池等很多行 業制品中。炭黑還可用于冶金及炭素行業內，作為高純碳材料。炭黑按照用途可以分為 兩大類，即橡膠炭黑和特種炭黑，而導電炭黑即炭黑在導電劑領域應用。

原材料煤焦油等成本占 8 成。從成本結構情況來看，2022 年中國導電炭黑煤焦油等原材 料成本占比達到 80.5%。原因是 2021 年國際局勢緊張，中國進口煤炭減少疊加國內焦化 廠雙控政策下開工率低迷，導致焦油供需緊張，煤焦油價格全年上漲 61.46%。

下游應用市場豐富，國內外上游原材料存在差異。從上游原材料看，國內炭黑上游以煤 焦油為主，海外炭黑上游以石腦油為主；從下游應用市場來看，炭黑是橡膠補強填充劑， 是僅次于生膠的第二位橡膠原材料，同時炭黑可作為著色劑、紫外光屏蔽劑、抗靜電劑 或導電劑，廣泛應用于塑料、化纖、油墨、涂料、電子元器件、皮革化工和干電池等很 多行業，炭黑作為高純碳材料還可以用于冶金及碳素材料行業中。

炭黑生產過程就是在高溫作用下發生烴類的裂解，生成炭和氫氣。目前常用的炭黑制備 方法包括爐法、槽法、熱裂法和乙炔法四類，其中最常用的導電碳黑 SUPER P Li（簡稱 SP）主要通過爐法制備，導電炭黑主流生產工藝主要為爐法工藝及乙炔裂解法。

爐法炭黑：將燃料、添加劑和熱空氣一道輸送至反應爐燃燒段進行燃燒，形成溫度 極高的燃燒氣焰。高溫燃燒氣焰經過反應爐喉管段時，在氣流中通入霧化的熱原料 油。霧化的原料油和高溫燃燒氣焰混合并通入反應爐的反應段，熱裂解生成炭黑。爐法主要在于設備和工藝控制的 knowhow。(原油進口霧化噴嘴設計，反應爐構造， 工藝參數）。

乙炔炭黑：以乙炔為原料，在裂解爐中隔絕空氣裂解生成乙炔炭黑和氫氣，主要用 于制造導電聚合物和電池。（報告來源：未來智庫）

（二）鋰電用導電炭黑：產品差異化顯著，性能差距較大

低比表面積、高吸油值、低金屬離子含量是導電碳黑成功應用的核心技術指標。

粒徑及比表面積：炭黑粒徑表示碳黑原生粒徑，比表面積是指單位質量或單位體積 內炭黑粒子表面積的總和。粒徑小，比表面積大，具有更好的離子和電子導電能力， 有利于電解質的吸附而提高離子電導率。

支鏈結構：支鏈結構能夠與活性材料形成鏈式導電結構，增加導電接觸點，有助于 提高材料的電子導電率。

DBP 吸收值（結構值）：炭黑的結構可以用 DBP（鄰苯二甲酸二丁酯）吸收值來測 量。

表面官能團：表面官能團的多少決定了碳黑分散難易程度，官能團越多相對易分散， 但過多又會減弱導電性能。

金屬離子含量：金屬離子含量過高會導致電池自放電現象，影響安全性能，一般鋰 電用導電炭黑金屬離子含量要求較高，一般需小于 10ppm。

（三）國產替代：供需失衡下國產炭黑企業迎來國產替代黃金窗口期

21 年以來行業供需緊張，為國產替代打開窗口期。由于海外企業擴產意愿弱、進度慢， 21 年隨著儲能、動力市場的高速增長帶動下，鋰電用導電炭黑供不應求，預計隨著新能 源汽車及儲能需求的持續高增，導電炭黑緊缺程度將不斷加劇，為國內企業轉型創造了 最佳的窗口期，看好國內企業實現技術產能突破實現國產替代。

海外擴產難度大、速度慢&原油價格上漲背景下國內外炭黑成本剪刀差拉大。一方面， 由于全球大環境的不確定性以及嚴苛的環保政策限制下，海外導電炭黑企業擴產保守；同時短期原油價格高企背景下，海外炭黑價格迅速上漲，需求有向國內轉移的趨勢；另 一方面，部分計劃在國內擴產的企業進展較慢，如卡博特于 2022 年初收購日本東海炭素 天津工廠，計劃對原有產線改造升級，預計 2024 年初完成具備 1.5 萬噸鋰電用導電炭黑 產能，為國產化打開空間。

（四）市場需求：2025 年接近 6 萬噸，CAGR 為 23.4%

測算關鍵假設：1）三元鐵鋰正極占比維持 4:6；2）三元/鐵鋰正極單耗分別為 1800/2500 噸/GWh；3）導電炭黑添加比例 3%；4）預計到 2025 年炭黑滲透率降低至 50%；根據測算結果，我們預計到2025 年全球導電炭黑需求量約 5.84 萬噸，復合增長率 23.4%， 我們認為國內具備強產品力及產能快速擴張能力的企業有望在本輪導電炭黑國產替代中 享受先發優勢。

（五）重點公司分析

1、黑貓股份

黑貓股份為國內炭黑龍頭企業。根據中國橡膠工業協會炭黑分會統計，截至 2019 年年末， 我國炭黑產能約 769 萬噸，其中特種炭黑僅為 30.25 萬噸；在低端炭黑產品市場，同質 化嚴重、市場競爭激烈，行業利潤空間有限，而在中高端產品市場，高性能炭黑（如綠 色輪胎需要的低滾動阻力炭黑）、特種炭黑等產品，仍有很大的需求缺口，保持著較高的 利潤水平。2019 年黑貓股份以 17%市占率坐擁龍頭，近 5 年產量均超 90 萬噸，其余國 內企業產量均不超過 45 萬噸。

國內傳統炭黑廠商加速切入鋰電用導電炭黑市場。根據黑貓股份 2021 年 12 月 17 日調研 信息公告，公司一直對標中高端導電炭黑進行研究，主要通過兩個路徑：一是青島研究 院聚焦于通過后處理的方式生產出高端特種炭黑，二是通過股份公司專家委員會研發的 新型油爐法工藝產出導電炭黑。目前正在對工藝進行不斷優化，完成論證后將盡快推進 項目實現產業化落地，目前公司具備特種炭黑產能 13 萬噸，其中導電炭黑約 1 萬噸。公 司目前在售導電炭黑產品主要應用于電纜屏蔽料和導電色母等領域。

三、碳納米管：新型導電劑加速滲透時

（一）碳納米管：導電劑新星，滲透率加速

碳納米管原材料主要為 NMP、分散劑、丙烯等，與正負極等材料制備鋰電池。NMP、 丙烯、液氮及分散劑為碳納米管漿料主要原料，其中 NMP 成本占材料成本比重超 80%。碳納米管與正負極材料、電解液、隔膜等制備鋰電池，鋰電池按其用途可劃分為動力鋰 電池（主要由新能源汽車使用）、儲能鋰電池（儲能電站使用）、數碼鋰電池（數碼電子 產品采用），目前動力鋰電池是主要應用方向。

碳純度、長徑比是決定碳納米管導電性能的核心指標。目前行業內一般采用化學氣相沉 積法制造碳納米管，該方法溫度較低且易于控制，產品產量及碳純度高。碳納米管管徑 越細，長度越長，沿著長度方向的熱交換性能越高，加之碳純度高，因此導電性能越好。

（二）單壁碳納米管：國產化在即，適配硅基負極

單壁碳納米管性能優異，國內產業化在即。多壁碳納米管則可視為多層石墨烯片無縫卷 起成管狀，即單壁碳納米管的同心排列，而單壁碳納米管可被視為單層石墨烯片卷起來 形成的無縫空心圓柱筒，根據空間的螺旋特征表現除金屬或半導體性能，金屬特性的單 壁碳納米管電流密度比銅等金屬的電流密度大 1000 倍以上。故較之其他導電劑，單壁碳 納米管只需添加 0.002%-0.1%即可實現均勻穩定的導電性。全球目前僅有 OCSiAl 可以量 產單壁碳納米管，每年產能僅為 90 噸，單價較高，故暫尚未得到大規模應用，我們預計 全球單壁管需求將隨硅基負極大規模應用后迎來放量期。目前國內天奈科技、道氏技術、 中科院成都有機所等企業已經能夠實現實驗室制品，產業化進度加速。

（三）發展趨勢：短期看鐵鋰“回潮”，長期看高鎳三元、硅基負極“提速”

短期看鐵鋰“回潮”：石墨烯復合導電漿料以 7：3 的比例配比碳納米管粉體、石墨 烯與分散溶劑等其他原材料混合攪拌、研磨制成，適配磷酸鐵鋰鋰電池性能更好。今年磷酸鐵鋰電池產量自 5 月就已超過三元電池產量，磷酸鐵鋰裝車量自 7 月超過 三元電池裝車量，短期鐵鋰回潮帶動石墨烯復合導電漿料及碳納米管滲透率。

中長期看高鎳三元、硅基負極滲透率提升：高能量密度仍是動力電池主要發展方向， 其中主要載體三元動力電池的新型導電劑主要為碳納米管導電漿料。高鎳三元硅負 極理論能量密度高達 4200mAh/g，是已知用于做負極材料理論比容最高的材料，但 其導電性能較差，需要添加高性能導電劑提升，而 CNT 不僅可以彌補硅基負極導電 性不足，還可以在硅顆粒之間建立高度導電和持久連接，即使硅負極顆粒體積膨脹 并開始出現裂縫，這些顆粒仍可通過 CNT 保持良好連接，防止負極材料破裂。

碳納米管已在中高端數碼鋰電池中廣泛使用，有望向低端市場滲透。目前除低端鋰電市場仍在使用傳統炭黑類導電劑，超過 90%的中高端數碼鋰電池企業已使用碳納米管，如 比亞迪、比克、力神、卓能等數碼巨頭。隨著碳納米管成本的不斷下探，低端市場碳納 米管滲透率有望上升。

（四）生產工藝：催化劑、純化、分散是關鍵

目前碳納米管的制備方法主要包括化學氣相沉積法（CVD）、激光蒸汽法、石墨電弧法、 水熱法，目前碳納米管生產企業主要采用基于化學氣相沉積法制備碳納米管的途徑。目 前有許多不同類型的 CVD，如催化化學氣相沉積（CCVD）或等離子體增強（PE）氧氣 輔助 CVD、水輔助 CVD、微波等離子體（MPECVD）等，其中 CVD 是目前合成 CNT 的標準技術，CVD 是一種經濟實用的大規模生產方式并且可以生成相當純的碳納米管的 制備方法。

催化劑、純化、分散技術是主要技術壁壘。

催化劑：催化劑是決定碳納米管管徑、純度的關鍵，不同公司使用的催化劑不同得 到產品具體差異明顯，催化劑生產的質量、性能將直接影響后續產出的碳納米管質 量。

分散：碳納米管比表面積大、長徑比高，容易團聚，實際導電效率低，不易分散， 一般通過分散劑、NMP/去離子水溶解、分散碳納米管以制備碳納米管導電漿料提升 導電性，以方便電池廠使用。

純化：不同品質產品需要經過不同的純化工序，其中高溫氧化主要除去碳納米管粗 粉中無定形碳雜質；酸洗提純、石墨化主要除去碳納米管粗粉中的催化劑金屬雜質。碳納米管粗粉經過純化工序后得到碳納米管純粉，純化工序越復雜，純化后的碳管 性能越好。（報告來源：未來智庫）

（五）市場格局：天奈科技龍頭地位穩固

2021 年天奈科技穩坐行業出貨量第一。根據高工鋰電數據， 2020 年國內碳納米管 CR3 為 76%，CR5 為 89%，隨著更多玩家入場、龍頭加速擴產，2021 年演變至 CR3 為 71%， CR5 為 87%，行業集中度略有下滑。其中天奈科技是最早實現碳納米管通過漿料形式導入鋰電池商業化的企業之一，目前是全國 CNT 導電漿料銷售額、出貨量最大的企業，穩 坐行業頭把交椅，市占率達 43.4%，遠超行業二三線企業。

海外企業開始布局碳納米管產能建設。目前碳納米管導電漿料生產企業主要集中在國內， 國外則主要掌握性價比更高的炭黑類導電劑，但因為碳納米管導電性能的優異以及價格 的逐年下降，國外企業也開始布局 CNT 業務。

LG：在 2017 年就已具備 500 噸 CNT 的產能，2021 年 4 月宣布旗下位于韓國麗水的 第二座 CNT 工廠 1200 噸擴建工程已完成并開始運營；

卡博特：于 2020 年 4 月花費 1.15 億美元（約 8 億人民幣）收購三順納米，以獲得 三順納米單壁 CNT、多壁 CNT 和各種類型的混合物；

沙特基礎工業公司（SABIC）：于 2019 年 1 月宣布收購納米技術公司 Black Diamond Structures（BDS）的多數股權，BDS MOLECULAR REBAR 技術可生產深寬比均勻、 清潔和離散分布的碳納米管，主要應用于高性能儲能。

OCSiAl：目前擁有年產單臂碳納米管 90 噸的產能，全球市占率超過 90%。2024 年 盧森堡新工廠一期項目投產后，其產能可以提升至年產 240 噸。其代表性產品為 TUBALL 系列的單臂碳管產品。

Nanocyl SA：聚焦于多壁碳納米管，其產品廣泛應用于塑料、紡織、橡膠等領域， 年產能約在 1000 噸左右。

（七）重點公司分析

1、天奈科技：全球碳納米管龍頭，引領行業發展

厚積薄發，十年一劍。公司于 2011 年成立，前身是開曼天奈，并于 2019 年在科創板上 市，目前是國內最大的碳納米管生產企業，在碳納米管及其相關復合材料領域處于全球 領先水平。公司目前客戶主要包括寧德時代、ATL、比亞迪等，率先突破了 CNT 導電劑 的流化床宏量制備技術，實現產業化生產，引領 CNT 新型導電劑在鋰電導電劑體系的不斷加速滲透，市場占有率穩步提升。

營收凈利穩步提升，毛利率行業領先。根據 2021 年業績快報，受益于新能源汽車高景氣 度下動力鋰離子電池需求爆發，公司 2021 年實現營收 13.6 億元，同比增加 189%；21 年全年歸母凈利潤為 2.99 億元，同比增長 179%。公司產品較之傳統導電劑及同行業其 他公司產品有一定技術優勢與規模優勢，毛利率高于行業平均水平。

2、道氏技術：比亞迪增資入股，完成碳材料資產整合

比亞迪增資入股，碳材料資產整合。公司在 2014 年收購青島昊鑫 20%股份，2018 年完 成對青島昊鑫 100%全資控股，主要生產石墨烯復合導電漿料及碳納米管導電漿料，攜下 游客戶比亞迪共同成長，近期公司完成資產整合及增資，以格瑞芬為公司碳材料板塊主 體，實現深度聚焦及整合，布局完善涵蓋催化劑、碳納米管粉體、高純粉體、導電漿料、 NMP 回收等完整的導電劑供應鏈和研發體系。

2021 年 12 月公司公告，公司實施資產重組，以格瑞芬為碳材料主體，分別受讓佛 山道氏、江門道氏、贛州昊鑫 100%股權，實現碳材料板塊的統一。

2022 年 4 月公司公告，為了提升格瑞芬的競爭實力，促進公司碳材料業務快速穩健 發展，公司擬由母公司道氏技術、員工持股平臺對格瑞芬增資，并引進比亞迪等戰略股東，擬增資金額 6 億元。

目前公司規劃青島、江門、龍南、蘭州四大生產基地，預計 22 年底達 4 萬噸漿料產能。（來源：未來智庫）

審核編輯 ：李倩