导电剂行业深度报告：新型导电剂蓄势待发道氏技术及天奈科技有望受益

1、 HYPERLINK / 股票报告网整理目录 HYPERLINK l _TOC_250011 新型导电剂替代加速，国内企业具备技术及产品配套优势6 HYPERLINK l _TOC_250010 新型导电剂性能优于传统导电剂，替代趋势已经确立6 HYPERLINK l _TOC_250009 国产新型导电剂具备技术及产品配套优势10 HYPERLINK l _TOC_250008 动力锂电池保持高速增长，碳纳米管导电剂发展空间最大15 HYPERLINK l _TOC_250007 动力锂电池市场保持高速增长15 HYPERLINK l _TOC_250006 三元正极材料将成动力锂电池主流选

2、择16 HYPERLINK l _TOC_250005 碳纳米管导电剂应用加速，未来增长潜力最大17 HYPERLINK l _TOC_250004 国内导电剂行业集中度高，竞争格局良好20 HYPERLINK l _TOC_250003 企业进入门槛较高，行业高度集中20 HYPERLINK l _TOC_250002 行业需求增加，企业将持续扩产21 HYPERLINK l _TOC_250001 相关标的推荐23 HYPERLINK l _TOC_250000 道氏技术23天奈科技24 HYPERLINK / 股票报告网整理图表目录图 1：锂离子电池的材料构成6图 2：导电剂材料电镜图7

3、图 3：不同导电剂的阻抗对比8图 4：中国动力锂电池用导电剂渗透率9图 5：中国数码电池用导电剂渗透率9图 6：2014-2018 年中国锂电池导电剂国产化率变化情况10图 7：中国碳纳米管领域专利申请量11图 8：2004-2013 年碳纳米管技术专利的国家/地区分布11图 9：中国受理的石墨烯专利数量年度变化趋势12图 10：石墨烯技术专利最早优先国家/地区分布12图 11：全球锂离子电池产业规模15图 12：2018 年全球锂离子电池产品结构15图 13：中国锂离子电池产业规模15图 14：中国锂离子电池应用领域变化情况15图 15：全球动力锂电池需求量分析及预测16图 16：中国动力锂

4、电池需求量分析及预测16图 17：中国锂电池正极材料产量分析及预测17图 18：三元正极材料产量占比逐年提高17图 19：全球动力锂电池碳纳米管导电浆料产值分析预测18图 20：中国动力锂电池碳纳米管导电浆料产值分析预测18图 21：全球数码电池需求量分析及预测18图 22：中国数码电池需求量分析及预测18图 23：全球数码电池碳纳米管导电浆料产值分析预测18图 24：中国数码电池碳纳米管导电浆料产值分析预测18图 25：全球碳纳米管导电浆料需求量分析及预测19图 26：2018 年中国碳纳米管导电浆料竞争格局（销售额）20图 27：2018 年中国碳纳米管导电浆料竞争格局（出货量）20图 2

5、8：导电剂行业公司产能21图 29：天奈科技导电剂未来产能21图 30：国内碳纳米管导电浆料销售单价（万元/吨）22图 31：道氏技术营业收入情况24图 32：道氏技术归母净利润情况24图 33：天奈科技营业收入情况25图 34：天奈科技归母净利润情况25表 1：表 2：表 3：表 4：表 5：表 6：主要导电剂物理参数对比7常用导电剂性能对比82018 年不同导电剂价格9纳米材料的国家相关产业政策10碳纳米管主要制备方法12工业生产碳纳米管的工艺技术13 HYPERLINK / 股票报告网整理表 7：石墨烯主要制备方法13表 8：锂电池用正极材料对比16表 9：国内生产新型导电剂企业20表

6、10：国内碳纳米管产品的相关技术指标对比21 HYPERLINK / 股票报告网整理新型导电剂替代加速，国内企业具备技术及产品配套优势新型导电剂性能优于传统导电剂，替代趋势已经确立导电剂是添加在锂离子电池电极中，以建立更高效的导电网络，提高电池倍率性能和循环寿命的一种材料：与传统的铅酸（lead acid）、镍镉（Ni-Cd）和镍氢（Ni-MH）电池等相比，锂离子（Li-ion）电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、质量轻、自放电小、无污染、无记忆效应等突出特点，已广泛应用于移动电话、照相机、小型摄像机、笔记本电脑等 3C 数码领域，作为动力电源在电动车中得到推广，还将在储能电站、智能电

7、网、军事、航天航空等领域逐步渗透。锂离子电池由正极、负极、电解液、隔膜和粘结剂、导电剂等其他附属材料组成，在目前的锂离子电池体系中，常用正极材料为过渡金属氧化物，如钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料等，常用负极材料为石墨、硅基材料等。正极材料本身的离子与电子电导率较低，电阻值较高，容易引起电极极片的极化，是限制电池充放电循环和倍率性能的主要因素。为了建立更高效的电池正负极材料之间的导电网络和结构，通常需要在制作电极时加入一定量的碳类导电剂，在活性物质之间、活性物质与集流体之间形成更多的电子和离子通道，减小电极的接触电阻，加速电子的移动速率。此外，导电剂也可以提高极片加工性，促进电解液对极片的浸

8、润，有效地提高锂离子在电极材料中的迁移速率，降低极化，从而提高电极的充放电效率和使用寿命。图 1：锂离子电池的材料构成资料来源：第一电动汽车网，长城证券研究所导电剂的性能很大程度上取决于材料的结构和其与活性物质接触的方式，根据其结构不同在活性物质之间各形成点、线或面接触式的导电网络：导电剂可分为传统导电剂和新型导电剂，传统导电剂包括导电炭黑和导电石墨等，新型导电剂包括碳纳米管和石墨烯 HYPERLINK / 股票报告网整理导电剂。最早的导电炭黑类、导电石墨类材料为点状结构，也称零维导电剂，主要是通过颗粒之间的点接触提高导电性；导电碳纤维主要包括碳纳米管（CNTs）和气相生长碳纤维（VGCF），

9、具有一维的纤维状结构，CNTs 是 1991 年被明确报道的一种碳纳米结构，是由石墨烯片层沿轴线卷曲而成的无缝、中空的管状材料，按照石墨烯片层数可分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管，由于其纤维状结构，可以穿插在活性物质间，增大了与电极材料颗粒的接触，在大大提高导电率的同时也可以起到物理粘结剂的作用，而 VGCF 是由石墨烯片卷成的无缝圆锥面堆叠而成，类似鲱鱼骨的形状，因结晶度低、导电性差，各项性能均劣于 CNTs，目前已不是研究热点；石墨烯（GN）是 2004 年被首次发现，具有二维的片层状结构，有着优良的导电性和导热性，这种结构使得石墨烯片层可以附着在活性物质颗粒上，为正负极活性物质颗粒提供大量

10、的导电接触位点，使电子在二维空间内传导，构成一个大面积的导电网络。图 2：导电剂材料电镜图资料来源：电池工业，长城证券研究所表 1：主要导电剂物理参数对比材料简写形状直径/厚度（nm）比表面积（m2/g）电阻率（.cm）Supper PSP颗粒405060808.9*10-2科琴黑KB支链304080014006.1*10-2碳纳米管CNTs中空纤维5401004003.5*10-2石墨烯GN片状0.3102007002.0*10-3资料来源：电池工业，长城证券研究所新型导电剂材料性能优于传统材料，碳纳米管+石墨烯复合导电剂阻抗最低，在单一材料导电剂里碳纳米管导电剂性能最优：不同材料的导电剂体

11、系阻抗不同，阻抗越低，代表导电性能越好。在单一材料导电剂里，碳纳米管导电剂阻抗最低，性能最好，而石墨烯导电剂单独使用时效果较差，主要是由于 GN 的二维片状结构，会对 Li+产生位阻效应， HYPERLINK / 股票报告网整理只有片径小于或等于活性物质粒径时，位阻效应才可以忽略；在复合材料导电剂里，碳纳米管+石墨烯复合导电剂阻抗最低，性能最好，同时也可发现石墨烯配合颗粒状或线状导电剂使用时导电性能得到大大加强。图 3：不同导电剂的阻抗对比286.287.510022.843.249.450.452.755.3350300250200150100500EIS阻抗（）资料来源：纳米碳导电剂在锂离

12、子电池中的应用，长城证券研究所在实际应用中，炭黑作为传统的导电剂工艺已经相当成熟，应用非常广泛，价格比较稳定，添加量一般比较大。石墨导电剂基本为人造石墨，颗粒比较大，有更好的压缩性和分散性，可改善极片颗粒的压实性能，同时用于负极更可提高负极容量，一般配合炭黑使用。随着新能源汽车对锂电池能量密度和续航里程要求的提高，导电性能更加优异的碳纳米管和石墨烯等新型导电剂越来越受到重视。相比传统导电剂，新型导电剂对电池容量、倍率、循环有更加明显的改善。表 2：常用导电剂性能对比导电剂种类优点缺点炭黑类导电剂SP价格便宜，经济性高导电性能相对较差，添加量大，降低正极活性物质占比，全依赖进口科琴黑添加量较小，

13、适用于高倍率、高容量型锂电池价格贵，分散困难，全依赖进口乙炔黑吸液性较好，有助提升循环寿命价格较贵，影响极片压实性能，主要依赖进口导电石墨类导电剂颗粒度较大，有利于提升极片压实性能添加量较大，主要依赖进口VGCF导电性优异分散困难、价格高、全依赖进口碳纳米管导电剂导电性能优异，添加量小，提升电池能量密度，提升电池循环寿命性能需要预分散，价格较高石墨烯导电剂导电性优异，比表面积大，可提升极片压实性能分散性能较差，需要复合使用，使用相对局限（主要用于磷酸铁锂电池）资料来源：天奈科技招股说明书，长城证券研究所新型导电剂价格虽比传统导电剂高，但添加量更小，随着技术与工艺的成熟，未来应用前景良好：电极中

14、的导电剂添加量需适当，含量太低会导致电子导电通道不足，不利于大电流充放电；含量过高则会降低活性物质的相对含量，使电池容量降低。据高工锂电数据显示，传统炭黑导电剂在正极浆料中的添加比例在 3%左右，而新型导电剂碳纳米管和石墨烯的添加比例则能降低至 0.5%1.0%。因此，虽然新型导电剂粉体价格比传统导电剂要高许多，但要达相同导电性能，用量仅为传统导电剂的 1/61/2。加上其导电性能极佳，能使锂电池循环过程中保持良好的电子和离子传导，从而大幅提升锂电池的循环寿命，符合锂电池特别是动力锂电池对更高能量密度的要求。因此，随着新型导电剂生产技术与工艺的愈发成熟，未来应用会越来越广泛。表 3：2018

15、年不同导电剂价格导电剂种类2018 年粉体价格（万元/吨）炭黑类导电剂（SP）5.0-6.5炭黑类导电剂（KS-6）9.0-11.0导电石墨类导电剂14.0-16.0碳纳米管导电剂45-55石墨烯导电剂40-50资料来源：公开资料，长城证券研究所动力锂电池对能量密度的要求提高，新型导电剂替代传统导电剂的趋势已经确立，未来碳纳米管导电剂增长空间最大：目前制约新能源汽车发展的一个重要原因就是续航里程问题，而提升锂电池的能量密度，增加同等重量的电池提供的带电量，是解决续航里程问题最有效直接的手段。2017 年 2 月，我国工信部、国家发改委、科技部、财政部四部委联合发布促进汽车动力电池产业发展行动方

16、案指出：到 2020 年，新型锂离子动力电池单体比能量超过 300wh/kg；系统比能量力争达到 260wh/kg、成本降至 1 元/wh 以下。目前锂电池正负极材料体系的能量密度面临一定瓶颈，各锂电池企业在研发正负极新材料体系的同时，均开始探索通过其他材料提升锂电池能量密度。碳纳米管凭借其较高长径比的特性，相较于炭黑、石墨能够进一步提高锂电池的倍率性能，并可以通过更少的添加量来提升正极活性物质含量，从而提升锂电池能量密度。而且，随着三元正极材料成为主流的趋势，适用于该正极材料的碳纳米管导电剂会比适用于磷酸铁锂正极材料的石墨烯导电剂需求增长更快。因此，新型导电剂尤其是碳纳米管导电剂未来替代效应

17、显著，将进入快速增长期。根据高工锂电预测，中国动力锂电池用碳纳米管导电剂渗透率将由 2018 年的 31.8%提升至 2023 年的 82.2%，5 年间增长 50.4%；中国数码电池用碳纳米管导电剂渗透率将由 2018 年的 18.0%提升至 2023 年的 31.9%。19.5%17.0% 15.2% 15.6%16.3%14.6%13.0%10.5%6.3%10.9%21.0%29.9%38.6%46.4%55.1%53.0%50.0%63.1%66.0%82.2%69.6%56.9%46.1%37.0%27.9%29.5%31.8%18.8%13.6%3.0%12.6%10.3%8.8

18、%8.5%6.6%6.1%20.2% 19.5%18.0%14.1%60.8%64.3%63.1%68.4%67.8%69.1%68.9%68.0%66.7%67.4%31.9%26.4%29.3%16.4%18.0%20.7%22.6%11.5%13.4%14.2%图 4：中国动力锂电池用导电剂渗透率图 5：中国数码电池用导电剂渗透率100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%201420152016201720182019E 2020F 2021F 2022F 2023F100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%2014201520162017

19、20182019E 2020F 2021F 2022F 2023F HYPERLINK / 股票报告网整理碳纳米管炭黑导电石墨石墨烯其他碳纳米管 炭黑 导电石墨 石墨烯 其他资料来源：GGII，长城证券研究所资料来源：GGII，长城证券研究所传统导电剂高度依赖进口，新型导电剂以国产为主，导电剂国产化率逐年提高：在碳纳米管等新型导电剂出现前，炭黑类、导电石墨类等传统导电剂在锂电池中已经应用多年， 技术已经相当成熟。目前国内炭黑市场以生产低端产品为主，满足不了高端市场需求， HYPERLINK / 股票报告网整理高端导电炭黑市场仍然依赖进口，锂电池用炭黑导电剂超过九成来自国外企业，市场上主流的传统

20、导电剂如 SP、乙炔黑、科琴黑、KS 等主要来自于美国卡博特（Cabot）、瑞士特密高（TIMCAL）、日本狮王（Lion）、日本电气化学和日本昭和电工等企业。这些国外企业控制着传统导电剂的市场话语权，因此中国锂电池企业在传统锂电池导电剂方面长期处于依赖进口的状态。与传统导电剂高度依赖进口态势大不相同，近年来国内许多公司开始介入新型导电剂研究，并不断改进生产技术以及推进规模化应用，得到许多下游锂电池厂商接受，国产导电剂已经逐步替代进口导电剂，改善了原有导电剂材料依赖进口的局面。据 GGII 统计，我国锂电池导电剂市场的国产化率已经由 2014 年的 12.9%提升 2018 年的 31.2%，

21、呈现逐年稳步提高的趋势。图 6：2014-2018 年中国锂电池导电剂国产化率变化情况12.9%16.9%23.1%28.3%31.2%87.1%83.1%76.9%71.7%68.8%100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%20142015201620172018进口导电剂占比国产导电剂占比资料来源：GGII，长城证券研究所国产新型导电剂具备技术及产品配套优势国产新型导电剂优势一：碳纳米管和石墨烯等纳米材料是我国战略前沿重要研究领域碳纳米管和石墨烯等纳米材料是国家战略前沿重要研究领域：中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要中明确要求：“推动战略前沿领域

22、创新突破，加快突破新一代信息通信、新能源、新材料、航空航天、生物医药、智能制造等领域核心技术。”中国制造 2025提出要高度关注颠覆性新材料对传统材料的影响，做好超导材料、纳米材料、生物基材料等战略前沿材料提前布局和研制，加快基础材料升级换代。我国对石墨烯的研究和应用开发高度重视，仅科技部国家重点基础研究发展计划（973 计划）就先后立项三项；2015 年 11 月，工业和信息化部联合国家发改委、科技部出台了关于加快石墨烯产业创新发展的若干意见，强调要突破石墨烯材料规模化制备共性关键技术。重点领域技术路线图（2015 年）中提出石墨烯产业“2020 年形成百亿产业规模，2025 年整体产业规模

23、突破千亿”的发展目标。年份政策名称颁布单位主要内容2016“十三五”国家战略性新兴产业发国务院明确提出战略性新兴产业发展目标，促进高端装备与新材料产业突破发展，引领中国制造新跨越；提出提高新材料基础支撑能力，拓展纳米材料在光电子、新能源、生物医药等领域应用范围。表 4：纳米材料的国家相关产业政策年份政策名称颁布单位主要内容展规划2017新材料产业发展指南财政部、科技部、工信部、发改委将布局一批前沿新材料列为重点任务之一，提出要提升纳米材料规模化制备水平，开发结构明确、形貌/尺寸/组成均一的纳米材料，扩大粉体纳米材料在涂料、建材等领域的应用，积极开展纳米材料在光电子、新能源、生物医用、节能环保等

24、领域的应用。2017“十三五” 材料领域科技创新专项计划科技部“十三五”期间，将纳米材料与器件列为发展重点，提出研发新型纳米功能材料、纳米光电器件及集成系统、纳米生物医用材料、纳米药物、纳米能源材料与器件、纳米环境材料、纳米安全与检测技术等，突破纳米材料宏量制备及器件加工的关键技术与标准，加强示范应用。资料来源：公开资料整理，长城证券研究所国产新型导电剂优势二：我国在碳纳米管和石墨烯领域具有扎实的基础研究基础和充足的专利技术成果我国在碳纳米管领域的专利申请量为世界第一：从“十五”期间开始，我国纳米材料呈现出快速发展的势头，根据“十三五”国家重点出版物纳米材料前沿碳纳米管一书，我国自 2013

25、年开始，在纳米科技领域发表的SCI 论文数量超过美国，跃居世界第一。在专利数量方面，1996 年至 2016 年我国在碳纳米管领域专利申请量合计 35719 件，2000 年起该专利申请数量的爆发性增长得益于在前期研究积累的基础，同时也受碳纳米管技术得到业界重视程度的影响，特别是受美国 2000 年 1 月实施的国家纳米技术计划（NNI）的带动。2014 年中国碳纳米管领域专利申请量到达最高点 5596 件，之后由于碳纳米管技术的应用方面没有出现大的突破，年增长率有所降低。同一专利族中作为最早优先权基础的专利代表了该项技术的起源，对这类专利的申请国家/地区进行分析可以了解专利技术的原创来源，2

26、004-2013 年中国在碳纳米管技术领域的专利申请量最多，占比43%，其次分别是美国、日本、韩国，占比分别为 25%、14%、13%，这些国家均非常重视碳纳米管技术的发展，中美日韩四国持有的专利量占整个技术领域的 95%，碳纳米管技术资源国别分布集中。图 7：中国碳纳米管领域专利申请量图 8：2004-2013 年碳纳米管技术专利的国家/地区分布6000400%中国台湾, 3其他, 2500040003000200010000300%200%100%0%1996199719981999200020012002200320042005200620072008200920102011201220

27、13201420152016-100%韩国, 13日本, 14中国, 43专利申请量（件）年增长率美国, 25 HYPERLINK / 股票报告网整理资料来源：我国碳纳米管专利浅析，长城证券研究所资料来源：基于专利计量的全球碳纳米管领域技术创新特征分析，长城证券研究所我国在石墨烯领域发表的研究论文数、专利数均为世界第一：根据纳米材料前沿 石墨烯一书，我国在石墨烯领域发表的研究论文数、申请的专利数均为全球第一。通过对 Incopat 专利数据库进行检索，截至 2018 年 6 月，中国受理的石墨烯专利申请总量为 46076 件，国内申请 43586 件，占比 94.6%，国外申请 2490 件，

28、占比 5.4%，主要来源于美国、韩国、日本和德国。由我国本土申请的石墨烯专利始于 2006 年，并自 2010 年开始爆炸式增长，2017 年我国受理的专利申请量高达 13658 件，研究热度至今不减。在专利技术来源方面，中国的石墨烯最早优先权专利占比达 66.6%，其次是韩国、美国和日本，占比分别为 12.3%、9.7%和 3.1%，来源于中国的石墨烯专利已大幅领先于其他国家/ 地区。9433731761694089282717233 3 9 59 179 595图 9：中国受理的石墨烯专利数量年度变化趋势图 10：石墨烯技术专利最早优先国家/地区分布15000100005000013658

29、600%500%400%300%200%100%0%世界知识产权组织, 1.7日本, 3.1美国, 9.7韩国, 12.3其他, 6.6 HYPERLINK / 股票报告网整理专利申请量（件）年增长率中国, 66.6资料来源：2018 全球石墨烯技术专利分析，长城证券研究所资料来源：2018 全球石墨烯技术专利分析，长城证券研究所国产新型导电剂优势三：我国在碳纳米管和石墨烯领域的宏量制备技术处于国际先进序列碳纳米管的合成方法主要有电弧放电法、激光蒸发法和化学气相沉积法。其中，电弧放电法的反应温度高，碳纳米管的生长速率快、制备参数不易调控，所以通常难以实现对其精细结构的控制。激光蒸发法因为设备昂

30、贵、复杂等原因，现在已经较少使用。化学气相沉积法是将含碳的化合物分解提供碳源，然后在催化剂的作用下实现碳纳米管的生长。由于化学气相沉积法的生长温度较低、参数易于调控、成本较低、产量较高，在碳纳米管的可控制备方面已显示出优越性。目前，采用化学气相沉积法已经实现碳纳米管的批量制备，我国在这方面处于国际先进序列，主要碳纳米管生产企业均采用了基于化学气相沉积法批量制备碳纳米管的工艺。表 5：碳纳米管主要制备方法制备方法原理优点缺点电弧放电法在一定条件下使两电极间的气体空间导电，石墨阳极被消耗，从而产出碳纳米管碳纳米管管直、壁薄、结晶度高纯度低，产率低，成本高，且电弧放电过程难以控制， 难以工业化激光蒸

31、发法将由金属催化剂/石墨粉混合制成的靶材置于石英管反应器内，石英管反应器加热至一定温度时将惰性气体充入管内，并将一束激光聚焦于石墨靶上，石墨靶在激光照射下生成气态碳，其在催化剂作用下生长碳纳米管可连续操作，产品纯度高， 质量好产量低、成本高、难以工业化生产化学气相沉积法含碳气体在基质表面反应生成碳纳米管反应过程易于控制，反应温度相对较低，产品纯度较高， 成本低，产量高，适用性强产品中结晶度较低资料来源：纳米材料前沿碳纳米管，公开资料，长城证券研究所化学气相沉积法又包括流化床工艺、固定床工艺、移动床工艺、浮游催化剂法等，目前较成熟的工艺技术主要包括：日本昭和电工株式会社的浮游催化剂法；美国 Hy

32、persion、 HYPERLINK / 股票报告网整理法国阿科玛（Arkema）、深圳三顺纳米新材料股份有限公司和深圳市纳米港有限公司等的固定床和移动床制备工艺，可生产直径在 1050nm 的多壁纳米管，用于高端导电塑料、锂离子电池电极材料导电添加剂等；江苏天奈科技股份有限公司和德国 Bayer 公司等使用流化床工艺，可生产直径在 725nm、纯度在 90%99.9%的碳纳米管，用于锂离子电池电极材料以及增强复合材料等，江苏天奈科技股份有限公司掌握的流化床工艺已经可以实现单批次十吨级的连续化工业生产，既保证产量最大产出，也保证产品品质稳定，实现对碳纳米管产品性能及成本的有效控制，而且天奈科技

33、已经在镇江建成了年产 750 吨的碳纳米管生产基地，成为中国最大的碳纳米管生产企业之一；另外，Nanocyl 等公司在导电复合材料、轮胎等领域进行了相当大的投入，具备相应的工业示范装置。表 6：工业生产碳纳米管的工艺技术工艺技术代表企业生产产品浮游催化剂法日本昭和电工株式会社-固定床和移动床美国 Hypersion、法国 Arkema、深圳三顺纳米、深圳纳米港1050nm 的多壁碳纳米管流化床江苏天奈科技、德国 Bayer725nm，纯度在 90%99.9%的碳纳米管资料来源：纳米材料前沿碳纳米管，长城证券研究所石墨烯的主要制备方法可分为自上而下法和自下而上法两大类，自上而下包括剥离法、电弧放

34、电法、氧化还原法，自下而上法包括 SiC 表面外延生长法和化学气相沉积法。经过研究人员的努力，目前可以采取许多不同的方法制备出纯度较高、缺陷较少、尺寸单一的单层石墨烯，但是若要大规模工业化生产和应用还有许多问题亟待解决，在工艺的优化和新方法的探索上仍有极大的发展空间。针对石墨烯宏量制备技术，目前企业主要是应用氧化还原法和化学气相沉积法进行生产，我国的石墨烯生产企业主要有常州第六元素材料科技股份有限公司、鸿纳（东莞）新材料科技有限公司和厦门凯纳石墨烯技术有限公司。我国还在 2013 年成立了石墨烯产业技术创新战略联盟，积极推进低成本石墨烯及装备技术进步和产业化。表 7：石墨烯主要制备方法制备方法

35、原理优点缺点剥离法通过物理或化学的方法将石墨烯层以石墨形式从已有结构上分离下来操作简单机械剥离产量低质量高，化学剥离产量高但质量较差，二者可控性皆较差电弧放电法在填充有一定气体的密封空间中，对两个近距离的石墨电极加足够的电压，使空间中的气体发生电离而导电，产生电弧放电现象，阳极的石墨电极被消耗，然后在密封壁上重新沉积形成石墨烯层可量产，质量较高难以获得大面积、单层的石墨烯氧化还原法先对石墨进行氧化处理，再将所得的 GO 进行还原获得石墨烯操作简单，制备成本低，可大规模制备石墨烯制备的石墨烯性能较本征石墨烯明显降低SiC 表面外延生长法在高温高真空的条件下，SiC 表面的 Si 会发生升华，表面

36、剩下的少层碳会发生重构成石墨烯生产的石墨烯面积较大，质量较高产量较低，且获得的石墨烯片表面不可改变，适用领域有限化学气相沉积法将烃类气体通入高温加热的金属催化剂，反应一段时间后冷却，基底表面便会形成数层或单层石墨烯可制备大面积高质量的石墨烯，是产业化生产石墨烯薄膜最具潜力的方法反应条件需在高温下进行，且需除去承载石墨烯生长的金属基底资料来源：纳米材料前沿石墨烯，长城证券研究所 HYPERLINK / 股票报告网整理国产新型导电剂优势四：中国是全球最大锂离子电池生产国，国产新型导电剂产品配套和公司服务能力强将新型导电剂以粉体的方式应用于锂电池的效果并不理想，导电剂容易在极片中发生团聚，因此导电剂

37、企业一般将新型导电剂进行分散，以浆料的方式提供给锂电池厂商，实现商业化及产业化。因此新型导电剂存在粉体制造和粉体分散的技术壁垒，一方面，导电浆料要求制备的粉体纯度较高、导电性能优异，且能稳定、批量生产；另一方面，生产企业需要掌握将粉体有效分散制备浆料的技术，从而导入锂电池。同时，导电剂的供给往往不是产品的单一形式，还包括配套的服务，生产企业一般会根据客户的需求和所期望的产品性能，为其进行配方的设计和改进。锂电池厂商对导电剂供应商基本采取认证采购模式，对供应商的产品结构、产品品质和产品性能等配套能力和服务能力有较高要求。根据锂离子电池产业发展白皮书（2019 年）的数据显示，全球锂离子电池产业主

38、要集中在中、日、韩三国，从 2015 年开始，在中国大力发展新能源汽车的带动下，中国锂离子电池产业规模开始迅猛增长，2015 年已经超过韩国、日本跃居至全球首位，并逐步拉大差距。2018 年全球锂离子电池产量达 200GWh，中国产量为 124.2GWh，占比62.1%。因此，国产新型导电剂相较国外竞争对手的优势之一就在于，中国是全球最大锂离子电池生产国，国内企业能够与客户高效互动，快速反应，及时有效地掌握客户需求， 满足客户需要，直接为客户提供配套的导电浆料。动力锂电池保持高速增长，碳纳米管导电剂发展空间最大动力锂电池市场保持高速增长据中国电子信息产业发展研究院编写的锂离子电池产业发展白皮书

39、（2019），2018 年全球锂离子电池产业规模首次突破 400 亿美元，达到 412 亿美元，同比增长 18%。在下游应用方面，锂离子电池产业结构发生了显著变化，按容量计算，电动汽车用锂离子电池占比 46.5%，首次超过消费型锂离子电池（含手机、便携式电脑和其他消费电子），比上一年提升了6.5 个百分点。储能用锂离子电池占比5.1%，较上一年增长了0.7 个百分点，其他用途（含电动工具、电动自行车等）锂离子电池占比 7.7%，基本与上一年持平。图 11：全球锂离子电池产业规模图 12：2018 年全球锂离子电池产品结构50040030020010002015201620172018全球锂离子

40、电池产业规模（亿美元） 同比增长30%41234928422425%20%15%10%5%0%其他, 7.7便携式电脑, 9.9手机, 10.6其他消费电子产品, 20.2储能, 5.1电动汽车, 46.5 HYPERLINK / 股票报告网整理资料来源：锂离子电池产业发展白皮书（2019 年），长城证券研究所资料来源：锂离子电池产业发展白皮书（2019 年），长城证券研究所动力锂电池仍是行业增长的主要驱动力：2018 年我国锂离子电池产业规模达 1727 亿元， 同比增长 8.7%，增速较 2017 年回落 10.8%。按容量计算，2018 年我国锂离子电池产量124.2GWh，同比增长 2

41、3.1%，产业规模增速较产量增速低了近 14 个百分点，原因是主要应用于新能源汽车、电动自行车、电动工具三大市场的动力型锂离子电池价格出现了明显下滑。从 2015 年起，随着动力型锂离子电池产量的迅猛增长，我国锂离子电池下游应用结构也发生了明显变化，2017 年动力型锂离子电池占比首超消费型锂离子电池，2018 年出货量达 65GWh，占比提升至 63.7%，较 2017 年提高了 8.3 个百分点；消费锂电池出货量 32.4GWh，占比为 31.8%，较 2017 年下滑了 9.7 个百分点，主要原因是全球及国内智能手机、笔记本电脑、移动电源等出货量减少；储能型电池出货量 4.6GWh，占比

42、提升至 4.5%。总体来说，动力锂电池已成为推动锂离子电池行业发展的决定性因素，2018 年动力型电池对锂离子电池增长的贡献率达到了 94%，预计未来消费锂电池增长会愈加趋缓或呈负，储能锂电池由于维护和安全问题仍难以得到大规模应用，动力锂电池仍是行业增长的主要驱动力。图 13：中国锂离子电池产业规模图 14：中国锂离子电池应用领域变化情况200015001000500040%17271589133098552355759665071530%20%10%0%100%80%60%40%20%0%4.5%63.7%31.8%2013201420152016201720182010 2011 2012

43、 2013 2014 2015 2016 2017 2018我国锂离子电池产业规模（亿元）同比增长消费型锂离子电池 动力型锂离子电池储能型锂离子电池资料来源：锂离子电池产业发展白皮书（2019 年），长城证券研究所资料来源：锂离子电池产业发展白皮书（2019 年），长城证券研究所据高工锂电（GGII）预测，未来几年，随着中国新能源汽车双积分制度的实施、欧盟国家和英国加速汽车电动化，动力锂电池在新能源汽车终端的驱动下仍保持较高增长的趋势，预计到 2023 年，全球动力锂电池需求量将达 511GWh，未来 5 年复合年均增长率达36.7%。而中国动力锂电池市场规模到 2023 年预计将达 313.

44、3GWh，未来 5 年复合年均增长率达 37.0%。图 15：全球动力锂电池需求量分析及预测图 16：中国动力锂电池需求量分析及预测6005004003002001000140.0%125.4%51152.5%55.1%55.9%50.9%42.3%23.4%30.3% 29.0%120.0%100.0%80.0%60.0%40.0%20.0%0.0%350300250200150100500300.0%284.1%313.382.2%44.5% 46.1%54.2% 58.5%26.3% 29.2%21.0%250.0%200.0%150.0%100.0%50.0%0.0% HYPERLIN

45、K / 股票报告网整理需求量（GWh）同比增速需求量（GWh）同比增速资料来源：GGII，长城证券研究所资料来源：GGII，长城证券研究所三元正极材料将成动力锂电池主流选择正极材料对电池的能量密度及安全性有决定性的作用，在锂电池材料成本中占比达30%40%，锂电池一般也可按照正极材料体系来划分，主要分为钴酸锂（LCO）、锰酸锂（LMO）、磷酸铁锂（LFP）、三元材料（镍钴锰酸锂（NCM）和镍钴铝酸锂（NCA）等技术路线。钴酸锂成本较高、寿命较短，主要应用于 3C 产品；锰酸锂能量密度较低、寿命较短但成本低，主要应用于专用车辆；磷酸铁锂寿命长、安全性好、成本低，主要应用于商用车；三元材料尤其是

46、NCM 能量密度高、循环性能好、寿命较长，主要应用于乘用车。三元材料项目钴酸锂（LCO）锰酸锂（LMO）磷酸铁锂（LFP）镍钴锰酸锂（NCM）镍钴铝酸锂（NCA）比容量（mAh/g)140-150100-120130-140150-220180-220表 8：锂电池用正极材料对比循环寿命（次）500-1000500-100020001500-20001500-2000安全性适中较好好较好较好成本高低低较低较低优点充放电稳定，工艺简单锰资源丰富，成本低，安全性好成本低，高温性能好电化学性能和循环性能好，能量密度高能量密度高，低温性能好缺点钴使用量大，较贵能量密度低低温性能差部分金属较贵部分金属昂

47、贵应用领域电子产品专用车辆商用车乘用车乘用车资料来源：中国报告网，长城证券研究所三元正极材料将成为动力锂电池主流选择：受新能源汽车产销增长和动力电池需求增长带动，锂电池关键材料也呈现不同速度的增长，据中国电池工业协会预测，2019 年我国锂电池正极材料产量将突破 50 万吨，达到 53.7 万吨，未来五年（2019-2023）年均复合增长率约为 17.02%，将在 2023 年突破百万吨，达到 100.7 万吨。2018 年中国锂电池正极材料总产值达 535 亿元，同比增长 27.66%；总出货量为 27.5 万吨，同比增长 28.5%。其中，NCM 材料出货量 13.7 万吨，同比增长 58

48、.9%，产值规模 230 亿元，同比增长 33.0%； 磷酸铁锂材料出货量 5.8 万吨，同比下滑 1.2%，产值规模 39.9 亿元，同比下降 20.0%； 钴酸锂材料出货量 5.4 万吨，同比增长 22.4%；锰酸锂材料出货量 2.6 万吨，同比增长 14.5%。三元材料受新能源乘用车市场带动，成为正极材料市场的主要增长点，而磷酸铁锂市场 受三元材料持续替代，出货量同比出现萎缩。据百川盈孚的数据显示，三元正极材料的 产量占比也在逐年提高，2018 年三元材料的产量为 16.5 万吨，占比 48.3%，较上一年提高了 4 个百分点；2019 年上半年三元材料的产量为 8.9 万吨，占比 48

49、.7%。随着动力锂电池对能量密度要求的提高，三元正极材料将成为主流选择。图 17：中国锂电池正极材料产量分析及预测图 18：三元正极材料产量占比逐年提高120100806040200100.753.7CAGR=17.02%2016 2017 2018E 2019F 2020F 2021F 2022F 2023F100%80%60%40%20%0%2014201520162017201819-06 HYPERLINK / 股票报告网整理正极材料产量（万吨）三元材料产量 磷酸铁锂产量 锰酸锂产量 钴酸锂产量资料来源：中国电池工业协会，长城证券研究所资料来源：百川盈孚，长城证券研究所碳纳米管导电剂应

50、用加速，未来增长潜力最大动力锂电池用碳纳米管导电浆料未来增长空间较大：动力锂电池用碳纳米管导电浆料市场规模近年来呈高速增长的趋势，一方面是由于动力锂电池市场快速增长直接带动需求量上升；另一方面，高能量密度是动力锂电池市场发展方向，三元动力锂电池 2018 年产量同比增长 118%，达 41.6GWh，而三元动力锂电池用新型导电剂以碳纳米管为主，是动力锂电池用碳纳米管导电浆料的主要增长点。据高工锂电数据显示，2018 年全球动力锂电池用碳纳米管导电浆料市场产值已达 8.8 亿元，同比增长 21.2%，预计 2023 年产值将超 45 亿元，未来 5 年复合年均增长率达 40.3%，增长主要来自中

51、国市场需求及日韩动力锂电池企业加速对碳纳米管导电浆料的导入。而在国内市场方面，2018 年中国动力锂电池用碳纳米管导电浆料市场产值达 8.5 亿元，同比增长 19.1%，预计 2023 年产值将超30 亿元，未来 5 年复合年均增长率达 32.0%。图 19：全球动力锂电池碳纳米管导电浆料产值分析预测图 20：中国动力锂电池碳纳米管导电浆料产值分析预测47.9153.5%1102.1%157.4%60.0%8.847.7%33.8% 38.5%21.2%523.9%0%6050403020100 产值（亿元）增速200%50%00%0%4034.0154.8%102.6%41.6% 55.1%

52、8.556.8%20.9% 28.1%17.3%19.1%3020100 产值（亿元）增速200%150%100%50%0%资料来源：GGII，长城证券研究所资料来源：GGII，长城证券研究所数码电池市场保持较低增速：2018 年全球数码电池出货量为 68.3GWh，同比下滑 10.7%，中国出货量为 31.8GWh，同比下滑 2.2%，这主要是由于数码电池最大应用终端手机市场的不景气所致。未来随着 5G 手机、智能穿戴设备、无人机等终端需求增长带动，数码电池市场有望回暖，预计到 2023 年全球数码电池需求量将达 89.0GWh，未来 5 年复合年均增长率为 5.4%；国内数码电池需求量到

53、2023 年将达 43.0GWh，未来 5 年复合年均增长率达 6.2%。图 21：全球数码电池需求量分析及预测图 22：中国数码电池需求量分析及预测8968.3100806040200 需求量（GWh）增速20%15%10%5%0%-5%-10%-15%504331.8403020100 需求量（GWh）增速15%10%5%0%-5% HYPERLINK / 股票报告网整理资料来源：GGII，长城证券研究所资料来源：GGII，长城证券研究所数码电池用碳纳米管导电浆料渗透较缓：2018 年，全球数码电池用碳纳米管导电浆料市场产值为 3.72 亿元，同比下滑 0.5%，其中中国数码电池用碳纳米管

54、导电浆料市场产值达2.43 亿元。预计到 2023 年，全球及中国数码电池用碳纳米管导电浆料市场产值将分别达7.52 亿元和 3.15 亿元，全球市场增速高于中国市场，主要是因为国外市场碳纳米管导电浆料产品在数码电池中的渗透率相对中国较低，未来替代空间更大。图 23：全球数码电池碳纳米管导电浆料产值分析预测图 24：中国数码电池碳纳米管导电浆料产值分析预测7.523.7286420 产值（亿元）增速50%40%30%20%10%0%-10%3.53.152.433.02.52.01.51.00.50.0 产值（亿元）增速40%30%20%10%0%-10%-20% HYPERLINK / 股票

55、报告网整理资料来源：GGII，长城证券研究所资料来源：GGII，长城证券研究所硅基负极的技术路线有望带动碳纳米管导电浆料需求增长：目前“高镍正极+硅基负极” 是突破传统动力锂电池体系能量密度瓶颈的技术路线，未来随着相关材料企业的技术完善和电池企业的应用技术逐渐成熟，硅基负极的应用有望逐步增多。但是相比传统的石墨负极，硅基负极的导电性能较差，往往需要添加高性能导电剂来弥补此不足，目前碳纳米管导电浆料在硅基负极中表现出良好的性能：（1）碳纳米管高的机械强度能够提高硅基负极材料结构的稳定性，在外力的作用下结构不易破坏；（2）优异的导电性能，可弥补硅基负极导电性差的不足；（3）极大的比表面积可以有效缓

56、解硅基负极在锂离子脱嵌过程中硅材料结构的坍塌。据高工锂电数据显示，2018 年全球硅基负极材料出货量同比增长 52.2%，达 1.75 万吨，增长主要受配套特斯拉的松下动力锂电池需求快速增长带动。预计未来 5 年，全球硅基负极出货量将保持 48.4%的复合年均增长率，2023 年需求量将达 12.6 万吨，增长主要来自于以下几点：（1）特斯拉 Model 3 对松下“高镍正极+硅基负极”体系的松下动力锂电池的持续驱动；（ 2）中国主流动力锂电池企业将在 2019-2020 年量产高镍体系动力锂电池，届时对硅基负极需求将进一步增长；（3）韩国企业 LG 化学和三星 SDI 将在 2021 年实现

57、高镍体系三元动力锂电池的批量生产工艺，将拉动硅基负极材料需求。在整个锂电池领域，随着中国三元动力电池市场高速增长、日韩企业加速在动力锂电池导入碳纳米管导电浆料以及硅基负极市场放量等对碳纳米管导电浆料需求的带动，预计未来 5 年全球碳纳米管导电浆料需求量将保持 40.80%的复合年均增长率，2023 年需求量将达 19.06 万吨，增长潜力巨大。图 25：全球碳纳米管导电浆料需求量分析及预测19.0614.9610.828.065.233.440.470.851.492.7325908020706015501040305201000%201420152016201720182019E2020F2

58、021F2022F2023F需求量（万吨）增速资料来源：GGII，长城证券研究所 HYPERLINK / 股票报告网整理国内导电剂行业集中度高，竞争格局良好企业进入门槛较高，行业高度集中作为符合锂电池特别是动力锂电池需要的导电剂，碳纳米管导电浆料不仅要求制备的碳纳米管具有较高的长径比、纯度等优良的指标，也对碳纳米管导电剂生产企业分散技术提出较高的要求。同时，锂电池企业对导电浆料供应商有严格的考察程序，全面评估其产品质量、稳定性、一致性以及持续供货能力，考察周期较长，碳纳米管导电浆料生产企业需要具备较强的综合实力才能获取客户的信任。目前国内生产新型导电剂的企业主要有青岛昊鑫（道氏技术子公司）、天

59、奈科技、三顺纳米、集越纳米、德方纳米、无锡东恒、金百纳和纳米港，只有青岛昊鑫能够同时实现石墨烯导电剂和碳纳米管导电剂的规模化生产，其他企业主要生产碳纳米管导电剂。表 9：国内生产新型导电剂企业序号公司名称基本情况1青岛昊鑫新能源科技（道氏技术全资）青岛昊鑫成立于 2012 年，注册资本为 1,275 万元，主要产品包括石墨烯导电剂、碳纳米管导电剂等2江苏天奈科技股份有限公司（科创板上市公司）天奈科技成立于 2011 年，注册资本 17389.36 万元，主要产品为碳纳米管粉体、碳纳米管导电浆料3深圳市三顺纳米新材料股份有限公司三顺纳米成立于 2011 年，注册资本为 5,274.73 万元，主

60、要产品为碳纳米管粉体、碳纳米管导电浆料4惠州集越纳米材料技术有限责任公司集越纳米成立于 2014 年，注册资本为 1,000 万元，主要产品为碳纳米管导电浆料5深圳市德方纳米科技股份有限公司德方纳米于 2019 年 4 月上市，股票代码为 300769，主要产品为纳米磷酸铁锂、纳米磷酸铁锰锂、碳纳米管、碳纳米管导电液等6无锡东恒新能源科技有限公司无锡东恒成立于 2011 年，注册资本为 4,180 万元，主要产品为锂离子电池碳负极材料及碳纳米管导电剂、导电浆料等产品7深圳市金百纳纳米科技有限公司金百纳成立于 2013 年，注册资本为 2,000 万元，主要产品为碳纳米管粉体与碳纳米管导电浆料8