锂电行业深度系列一：新型导电剂专题：小产品，大应用.pdf

请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 行业 研究 Page 1 证券研究报告 深度报告 电气设备新能源 Table_IndustryInfo 锂电行业深度系列一：新型导电剂专题 超配 （维持评级） 2019 年 11 月 28 日 一年该行业与 上证综指 走势比较 行业专题 小产品，大应用 新型导电剂凭借优异性能渗透率有望快速提升 导电剂作为锂电池关键辅材，添加量约为正极质量的 3%，受益于锂电池行业高速增长。但传统导电剂炭黑、导电石墨等相对价值量低且长期被国外供应商垄断，国内生产企业参与度较低；而以碳纳米管为主的新型导电剂拥有添加量少、导电性强的特点逐步得到应用，目前新型导电剂仍处于渗透率快速提升阶段， 2018年其在动力电池和 3C 锂电池领域的渗透率仅为 31.8%和 18.0%，下游客户渗透率差距大，行业未来渗透率提升空间巨大。 受益于动力电池发展红利，行业成长空间巨大 从新能源汽车销量角度看，国内市场新能源汽车目前仅有 4.59%的渗透率 ，未来依靠政策扶持及爆款车型拉动终端消费潜在增长空间巨大；而 2020 年预计是电动全球化元年，欧洲市场依靠碳排放法规、补贴政策倾斜以及传统整车集团发力将逐步成为全球新能源汽车重要增长点，国内外锂电池行业增长将带动新型导电剂行业持续高增长；从技术角度看， “3C数码锂电池高端化 +动力电池高镍化 +快充化 +负极材料硅基化 ”趋势将扩大对碳纳米管新型导电剂的需求，导电剂行业未来将拥有成为百亿级别的规模，年化复合增速超过 40%。 行业技术进步持续，集中度提升，竞争格局利于龙头企业 目前三元电池主要使用碳纳米管导电剂，磷酸铁 锂电池主要使用石墨烯和碳纳米管复合导电剂，碳纳米管导电剂技术仍在快速进步阶段，新产品相比老产品享受高额技术溢价。未来导电剂发展方向将向薄壁单壁碳纳米管、更长长径比、更高纯度、更高分散度方向发展，前端碳纳米管和中端分散技术壁垒高以及下游客户稳定供应链使行业存在较高进入壁垒， 2018 年行业 CR8 提升至 95.1%， CR3提升至 68.00%，尾部产能呈现较为明显的出清，行业竞争格局优化。龙头企业将持续享受技术溢价带来的红利。 投资建议：看好新型导电剂行业发展前景，推荐技术领先的行业龙头 1） “高镍化、高倍率、长循 环寿命 +负极硅基化 ”趋势将加速新型导电剂渗透率提升。 2）新型导电剂技术持续快速进步，技术和供应链壁垒将加速新型导电剂行业集中度提升。我们认为拥有核心研发能力、产品性能领先、客户结构优异且获得资本助力的导电剂龙头公司有望率先在行业竞争中突围， 推荐关注天奈科技、道氏技术，首次覆盖均给予增持评级。 风险提示 第一，国内新能源汽车销量、政策不达预期；第二，欧洲市场新能源汽车推进进程不达预期；第三，新型导电剂渗透率提升不达预期；第四，产品价格下行速度超预期。 重点公司盈利预测及投资评级 公司 公司 投资 昨 收盘 总市值 EPS PE 代码 名称 评级 （元） （百万元） 2019E 2020E 2019E 2020E 688116 天奈科技 增持 25.51 5,918 0.55 0.76 46.3 33.7 300409 道氏技术 增持 11.40 5,244 0.04 0.40 322.9 28.6 资料来源： Wind、国信证券经济研究所预测 相关研究报告： 电力设备新能源 -宁德时代成为宝马主供应商点评 -欧洲电动化持续推进，海外供应链率先发力 2019-11-22 国信证券 -2019 年电力设备新能源行业三季报总结暨 11 月份投资策略：风光静待需求爆发叠加技术更新机遇，新能源车海外供应链发力 2019-11-12 国信电新 -德国电动汽车补贴提高点评 -欧洲电动化推进加速，新能源汽车行业筑底回升 2019-11-06 电气设备及新能源 10 月投资策略 -风光景气度 持 续 改 善 ， 新 能 源 车 筑 底 反 弹 2019-10-08 2019 年电力设备新能源行业中报总结暨 9月份投资策略：风光持续亮眼，新能车结构性超预期可期 2019-09-09 证券分析师：方重寅 E-MAIL： fangchongyinguosen 证券投资咨询执业资格证书编码： S0980518030002 证券分析师：居嘉骁 E-MAIL： jujiaxiaoguosen 证券投资咨询执业资格证书编码： S0980518110001 独立性声明： 作者保证报告所采用的数据均来自合规 渠道，分析逻辑基于本人的职业理解，通过合理判断并得出结论，力求客观、公正，其结论不受其它任何第三方的授意、影响，特此声明 0.60.81.01.21.41.6N/18 J/19 M/19 M/19 J/19 S/19上证综指 电气设备新能源请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 2 投资摘要 关键结论与投资建议 导电剂作为锂电池关键辅材，受益于锂电池行业高速增长，但传统导电剂相对价值量低且长期被国外供应商垄断。伴随电池能量密度提升、对快充需求加强以及负极硅基趋势的临近， 锂电行业对 以碳纳米管为主的新型导电剂 需求迅速崛起，未来新型导电剂龙头将受益于下游锂电行业增长以及大客户渗透率提升双重红利。 新型导电剂行业 未来 技术进步节奏持续，产品更新迭代 成为趋势 ， 新产品依靠更高的性价比享受技术溢价， 推荐 在技术研发和产能布局上有优势的标的，天奈科技和道氏技术 。 核心假设或逻辑 第一，我们认为 动力锂电池行业将持续高速增长态势， 2020 年是新能源汽车全球化元年， 欧洲市场依靠 “碳排放法规 +补贴政策倾斜 +传统整车厂发力 ”将逐步成为全球新能源汽车 重要增长点，而国内新能源汽车市场依靠 “政策刺激 +爆款车型推动 ”也有望实现较快增长 。 第二， “锂电池高镍化、高倍率、长循环寿命 +负极硅基化 ”趋势将加速新型导电剂渗透率提升 。 第三， 目前国内动力电池龙头企业 和 海外动力电池企业新型导电剂渗透率较低，伴随电池要求提升其渗透率将迎来飞跃 。 第四， 碳纳米管新型导电剂技术持续快速进步，新产品享受较高技术溢价 。 第五， 技术 和 供应链壁垒将加速新型导电剂行业集中度提升，龙头企业优势更加明显 。 与市场预期不同之处 市场上认为碳纳米管行业增速跟随锂电池行业平均增速，我们认为 未来三年除了锂电行业红利外，它还将享受渗透率快速提升、应用场景变广（负极应用）的红利。 市场上认为碳纳米管新型导电剂未来面临价格下降、盈利能力下滑的趋势，我们认为行业未来仍将维持较快的技术迭代、新产品 将持续享受技 术溢价，且龙头企业的技术优势和规模优势将更加凸显。 股价变化的催化因素 第一， 新能源汽车新车型推出、销量及政策超预期 。 第二， 新型导电剂渗透率提升超预期 。 核心假设或逻辑的主要风险 第一， 国内新能源汽车销量、政策不达预期； 第二， 欧洲市场新能源汽车推进进程不达预期； 第三，新型导电剂渗透率提升不达预期； 第四，产品价格下行速度超预期。 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 3 内容目录 新型导电剂的替代之路：性能改善，技术为王 . 6 新型导电剂的角色：小产品，大作用 . 6 产品更新迭代筑壁垒，技术溢价明显 . 8 运营模式的讨论：重技术轻资产，研发为本，生产附加值高 . 10 受益于锂电红利， 行业发展空间巨大 . 13 电动车迎来全球化元年， 3C 锂电池增速有望恢复 . 13 行业渗透率快速提升，潜在渗透空间巨大 . 16 碳纳米管增速可期，石墨烯有望重新起航 . 19 性能与成本的考量 导电剂的未来之路 . 20 行业集中度有望提升，资本助力行业腾飞 . 22 行业小而美，集中度进一步提升 . 22 大客户战略，下游客户深度绑定 . 24 资本助力，行业龙头产能扩张加速 . 25 投资建议：看好新型导电剂行业发展前景，推荐技术领先的行业龙头 . 25 天奈科技：碳纳米管导电剂龙头 . 26 道氏技术：陶瓷材料龙头转向锂电行业，新型导电剂优质企业 . 31 附表 1：天奈科技财务预测与估值 . 35 附表 2：道氏技术财务预测与估值 . 36 国信证券投资评级 . 38 分析师承诺 . 38 风险提示 . 38 证券投资咨询业务的说明 . 38 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 4 图 表目录 图 1： 18650 锂电池结构图 . 6 图 2： 不同导电剂以及不同含量 CNT 的比容量、循环次数以及倍率性能 . 8 图 3： 不同生产企业和产品销售单价比较（万元 /吨） . 10 图 4： 碳纳米管粉体生产工艺流程图 . 11 图 5： 碳纳米管浆料生产工艺流程图 . 11 图 6：导电剂行业公司研发支出情况（万元） . 11 图 7：导电剂行业公司研发支出占营业收入比例 . 11 图 8： 各家主要导电剂生产厂商专利情况 . 12 图 9：三顺纳米碳纳米管粉体及浆料出货比例 . 13 图 10：天奈科技碳纳米管粉体及浆料出货比例 . 13 图 11： 2010-2019 年中国新能源汽车渗透率 . 13 图 12： 2019 年国内动力电池逐月装机量（ GWh， %） . 14 图 13： 2019 年 1-9 月国内锂电池装机竞争格局（ %） . 14 图 14： 2019 年 1-9 月全球新能源汽车销量前 10 分车型情况（辆） . 14 图 15：全球智能手机出货情况（百万部， %） . 15 图 16：全球笔记本电脑出货情况（百万台， %） . 15 图 17：全球可穿戴设备出货情况（万台， %） . 16 图 18： 2018 年中国锂电池出货结构（ %） . 16 图 19： 2017 年全球锂离子电池出货结构（ %） . 16 图 20： 2014-2023 年中国动力锂电池用导电剂渗透率（ %） . 17 图 21： 2014-2023 年中国动力锂电池用导电剂渗透率（ %） . 17 图 22： CATL 811 电池对应量产产品情况（能量密度 Wh/kg） . 17 图 23： 1-10 月份宁德时代 811 电池装机已超过 1.5GWh . 17 图 24： 2018 年中国以外地区动力电池装机数据（ MWh,%） . 18 图 25： 2019 年 1-5 月年中国以外地区动力电池装机数据（ MWh,%） . 18 图 26： 2014-2023 年全球碳纳米管导电浆料需求量分析及预测（万吨） . 19 图 27：国内新能源汽车电池装机量按材料统计（ GWh） . 20 图 28： 2019 年 1-10 月动力电池装机量按材料统计（ %） . 20 图 29： 2018 年天奈科技成本结构占比 . 22 图 30： 2017 年 1-6 月三顺纳米成本结构占比 . 22 图 31：国内 NMP 价格变化趋势（元 /吨） . 22 图 32： 2017 年中国碳纳米管导电浆料出货量格局 . 23 图 33： 2018 年中国碳纳米管导电浆料出货量格局 . 23 图 34：中国锂电池导电剂国产化率变化情况 . 23 图 35： 2016-2018 年导电剂公司产品单价情况（万元 /吨） . 24 图 36： 2016-2018 年导电剂公司产品毛利率情况（ %） . 24 图 37： 2018 年国内锂电池装机结构（万元 /吨） . 24 图 38： 2019 年 1-10 月国内锂电池装机结构（ %） . 24 图 39： 2016-2018 年行业龙头产能情况（吨） . 25 图 40： 2019 年 1-10 月国内锂电池装机结构（ %） . 25 图 41：天奈科技营收和归母净利润变化情况（万元， %） . 27 图 42：天奈科技主营业务结构（万元） . 27 图 43：天奈科技分业务毛利率变化情况（ %） . 27 图 44：天奈科技净利率、 ROE 变化情况（ %） . 27 图 45：道氏技术营收和归母净利润变化情况（万元， %） . 31 图 46：道氏技术主营业务结构（万元） . 31 图 47：道氏技术分业务毛利率变化情况（ %） . 32 图 48：道氏技术净利率、 ROE 变化情况（ %） . 32 表 1：不同导电剂的优缺点以及性能价格对比 . 7 表 2：各导电剂厂商产品参数对比 . 9 表 3：不同生产工艺特点 . 10 表 4：碳纳米管导电剂募投项目情况 . 12 表 5：近两年问世的电动平台新车型 . 15 表 6：三顺纳米和 天奈科技披露的在研项目汇总 . 20 表 7：导电剂行业公司客户情况 . 24 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 5 表 8 ：公司业务基本假设及业务拆分 . 28 表 9 ：天奈科技盈利预测结果 . 29 表 10： FCFF 法对公司估值的测算（百万元， %） . 29 表 11： FCFF 针对折现率和永续增长率的敏感性分析 . 30 表 12：可比公司估值情况 . 30 表 13 ：道氏技术盈利预测结果 . 32 表 14： FCFF 法对公司估值的测算（百万元， %） . 33 表 15： FCFF 针对折现率和永续增长率的敏感性分析 . 33 表 16：可比公司估值情况 . 34 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 6 新型导电剂的替代之路 ： 性能改善， 技术为王 新型导电剂的角色：小产品，大作用 导电剂 作为锂电池的关键辅材， 起着增加活性物质导电接触的作用 。 锂电池 正极常采用 层状钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂等作为活性材料 ， 由于这些活性材料本身的导电性差，使得电极的内阻较大、放电深度不够，结果导致活性材料的利用率低、电极的残余容量大。 而导电剂作为一种关键的辅材，可以增加活性物质之间的导电接触， 电池制造企业通常在极片制作时加入一定量的导电剂提升锂电池中电子在电极中的传输速率，进而提升锂电池的倍率性能和改善循环寿命 。 图 1： 18650 锂电池结构图 资料来源： 新能源资讯网 ，国信证券经济研究所整理 碳纳米管和石墨烯导电剂相较于传统导电剂 具有导电性能好、用量少的特点 。不同类型导电剂由于空间结构、产品形貌以及接触面积不同，其导电性能和对锂电池能量密度、倍率性能、寿命性能和高低温性能影响不同。 锂电池目前常用的导电剂主要包括炭黑类、导电石墨类、 VGCF（气相生长碳纤维）、碳纳米管以及石墨烯，其中，炭黑类、导电石墨类和 VGCF 属于传统的导电剂， 其在活性物质之间各形成点、面或线接触式的导电网络；碳纳米管和石墨烯属于新型到电极材料，其分别形成线接触式和面接触式导电网络。 在用量方面， 导电剂的添加量取决于不同电池生产 商的电化学体系，一般为正极或负极重量的1%-3%， 碳纳米管导电剂的使用量仅为传统导电剂的 1/6-1/2，能有效增加极片活性物质占比进而提升电池性能。 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 7 表 1：不同导电剂的优缺点以及性能价格对比 导电剂种类 优点 缺点 EIS阻抗（ ） 含 1%不同类型导电剂的磷酸铁锂正极极片的体电阻率（ *cm) 粉 价格（ 2018年，万元/吨） 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 49 40 - 45-55 炭黑类导电剂 SP 价格便宜，经济性好 导 性能相对较差，添加量大，降低正极活性物质占比，依赖进口 100.00 78.76 5.0-6.5 科琴黑 添加量较小，适用于高倍率、高容量型锂电池 价格贵、分散难、依赖进口 87.50 - 9-11 乙炔黑 吸液性较好，有助于提升循环寿命 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 - - 14-16 VGCF（气相生长碳纤维） 导电性优异 分散困难、价格高、依赖进口 - 67.70 石墨烯导电剂 导电性 异，比表面积大，可提升极片压实性能 分散性能较差，需要符合使用，使用相对局限（主要用于磷酸铁锂电池） 286.20（碳纳米管 3：石墨烯 2为22.80） 36.62(碳纳米管和石墨烯复合为.11） 40-50 资料来源：天奈科技招股说明书，国信证券经济研究所整理 新型 导电剂的添加对锂电池性能提升有显著效应 ，主要表现在提升压实密度、倍率性能、改善循环寿命 、容量发挥等 。 根据国轩高科在电源技术上的研究显示，在扣式电池平台、 NCM111 体系下， CNT 表现了优异的比容量及循环性能：（ 1）相比传统 SP/Ks-6 与石墨烯等导电剂， CNT 导电剂 1C 比容量达到165.8mAh/g（传统导电剂 SP/Ks-6 放电比容为 158.9mAh/g） ；（ 2） 循环 50 周后容量保持率为 82.9%(传统为 70.3%)；（ 3） 含 2%CNT 的导电剂在 5C 高倍率情况下 容量保持率为 1%的 4-12 倍且阻抗较小。 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 8 图 2： 不同导电剂以及不同含量 CNT 的比容量、循环次数以及倍率性能 资料来源： 碳纳米管导电剂在三元锂离子电池中的研究 ，国信证券经济研究所整理 产品更新迭代筑壁垒 ，技术溢价明显 新型导电剂技术迭代迅速， 碳纳米管 实验室技术 国内已经发展至第六代。 目前世界范围内，生产碳纳米管的公司规模都不大，很少有碳纳米管粉体生产规模超过千吨级的，对于这样的 精细新材料行业，最重要的是产品的性能指标和技术水平，通过技术进步提高性能降低成本。 根据高工锂电报道，目前国内碳纳米管 实验室 技术已经发展至第六代，其经历了以下几个阶段： （ 1）第一代，以能实现碳纳米管吨级生产为主要目标，对管径和导电性之类指标没有太大要求。生产的碳纳米管直径在 10-30nm 左右，通过移动床 /流化床实现大批量吨级生产。 （ 2） 第二代，通过对催化剂的调控，实现了 10nm 左右的碳纳米管生长，生产聚团结构的碳纳米管。 （ 3） 第三代，通过层状无机载体调控，实现碳纳米管的定向结构生长，实际批量放大时碳纳米管管径在 7-11nm，比表面积 230-300 平米 /g。因为含硅元素，纯化较复杂且电池级纯化成本高。 （ 4） 第四代，目前已逐步定型，低密度易分散小管径碳纳米管，比表面在250-350 平米 /g，堆密度 0.01-0.02g/ml。因为碳纳米管产物密度比较低，所以用流化床生产 过程的可控性有波动，批次差异明显。 平均管径 8nm+。催化剂过程效率低，成本高，环保压力大，生产成本高。 （ 5） 第五代，低密度薄壁陈列碳纳米管，蓬松易分散。碳纳米管的层数在 2-4层，比表面 450 平米 /g，碳纳米管的管径在 3-8nm，也是密度低，大约0.01-0.02g/ml，生产效率比传统碳纳米管低很多。 （ 6） 第六代，和传统碳纳米管生产工艺兼容的小管径薄壁碳纳米管技术，兼容于传统流化床或移动床设备，可以高效、低成 本生产高导电性碳纳米管，产物堆密度 0.05-0.07g/ml，催化剂倍率 9-40 倍之间可以调节，平均管径 6.0-7.5nm左右，可以形成多种规格。催化剂可以简易、高效率的大批量生产 ，工艺环保。 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 9 而从 规模化生产的角度，产品间代际差异极大。 碳纳米管的长径比、碳纯度作为影响碳纳米管的两个核心指标，直接决定碳纳米管的导电性能。 目前市面上的主要销售产品 差异较大，如 天奈科技的第二、第三代产品、三顺纳米的GCNTs5 系列、昊鑫的产品、德方纳米的 CNT-F1 系列、无锡东恒的 DH-P2-5系列、纳米港的 NTP3003 系列在长 径比控制上表现优异， 而目前主流厂商的纯度方面也有着不小的差异。 表 2： 各 导电剂 厂商产品 参数 对比 产品型号 直径（ nm) 长度（ um) 纯度（ %) 天奈科技 第一代 10-15 3-10 99.8（纯化后） 第二代 7-11 5-20 99.8（纯化后） 第三代 5-10 5-30 98.5（纯化后） 三顺纳米 CNTs40 30-50 5-12 99.2 HCNTs10 10-20 5-12 99.5 CNTs1 10-20 5-12 97.5 GCNTs5 5-10 =15 99.2 GCNTs20 20-30 5-12 98.7 青岛昊鑫 / 8-15 10-20 98 德方纳米 NT-F1 7-12 5-10 99.99 CNT-N1 50-100 5-10 99.98 无锡东恒 DH-S1 粉末 40-60 10-20 8 DH-P1-5B 浆料 50 20 98 DH-P2-5 浆料 10-20 20 98 金百纳 GCN168-CO2 30-60 / 97.5 GCN1 8-CO1 10-25 / 97.5 GCN168-CO4 7-15 / 97.5 GCN168-COH 5-12 / 99.5 纳米港 TP3003 7-15 5-15 95 NTP3021 15-25 5-15 95 资料来源：天奈科技招股说明书，国信证券经济研究所整理 优质产品议价能力强，龙头企业享受技术溢价。 根据天奈科技招股说明书显示，目前市面上导电剂售价具有较大差异，产品单价从 2.71 万元 /吨 5.83 万元 /吨不等， 以天奈科技为例 2018 年第三代单价为 5.83 万元 /吨而第一代产品仅为2.71 万元 /吨，新 产品较老产品有着明显的技术溢价 ； 而青岛昊鑫也是如此，其2016 年 碳纳米管导电剂销售型号全部为 NS-1 售价为 2.16 万元 /吨， 2017 年根据比亚迪的车型需求开发了 NS-7D、 NS-8、 NS-88 产品，新型号产品价格较高均在 4.5 万元 /吨以上，拉高了碳纳米管导电剂整体销售价格 。 而不同公司的产品售价差异也较明显， 同时伴随产品 结构改变生产企业销售年平均单价也有较大的波动。对于下游客户而言，新一代产品虽然价格有所上升，但其性能提升 非常明显，伴随高能量密度以及快充的推行，新产品的 “高性价比 ”将逐步体现其优势。 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 10 图 3： 不同生产企业和产品销售单价比较（万元 /吨） 资料来源：天奈科技招股说明书，国信证券经济研究所整理 运营模式的讨论：重技术轻资产，研发为本 ，生产附加值高 新型导电剂的技术重点在于碳纳米管的研发以及分散。 碳纳米管的制造流程经过多年改进，目前已开发出化学气相沉积法（ CVD）、石墨电弧法、激光蒸发法、水热法等多种制备方式，其中 CVD 具备过程易控制、反应温度相对低、纯度高、单批次产量高等优点被目前主要碳纳米管生产企业采用。 表 3：不同生产工艺特点 工艺类型 优点 缺点 化学气相沉积法 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。 粗产品中结晶度较低。 激光蒸发法 可连续操作、产品纯度高、质量好。 产量低、