主营范畴
  • 主营业务: 主要从事纳米碳管材料及相关产品的研发、生产及销售
  • 主要产品: 碳纳米管粉体、碳纳米管导电浆料、石墨烯复合导电浆料、碳纳米管导电母粒等
  • 主要技术: 碳纳米管导电剂分散技术
  • 下游用户: 锂电池生产商
  • 商业模式: ToB
行业分析

1.1 行业现状

目前,锂离子电池导电剂行业产品主要有炭黑、碳纤维、碳纳米管以及石墨烯等。天奈科技主营业务为碳纳米管类锂电池导电剂。锂电池具有高能量密度、高工作电压、长循环寿命、大充放电倍率等优势,已经被广泛应用于新能源汽车、3C产品(计算机、通讯和消费类电子产品)以及储能电池领域。

锂电池的主要材料包括正极材料、负极材料、电解液和隔膜、导电剂和其他材料。导电剂作为一种关键辅材,可以增加活性物质之间的导电接触,提升锂电池的倍率性能和改善循环寿命。

图表 5  锂电池产业链示意图

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(数据来源:招股说明书)

目前锂电池常用的导电剂主要为炭黑、导电石墨、碳纤维、碳纳米管以及石墨烯等。其中,炭黑类、导电石墨类和碳纤维应用时间较长,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导电剂材料,碳纳米管以碳纳米管导电浆料的状态涂覆到锂电池负极载体铜箔上,并进行适当的加工,其中碳纳米管在活性物质之间形成线接触式导电网络,石墨烯在活性物质间形成面接触式导电网络。

在碳纳米管等新型导电剂出现前,炭黑类、导电石墨类和碳纤维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。市场上主流的传统导电剂如炭黑、乙炔黑、科琴黑和碳纤维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锂电池导电剂方面长期处于依赖进口的状态。

1.2 行业前景

相对于传统导电剂而言,碳纳米管具备更好的导电性能。达到同样的导电效果,碳纳米管的用量仅为传统导电剂的1/6-1/2。此外,碳纳米管还可以大幅提升锂电池的循环寿命。

随着碳纳米管生产技术的不断改进以及规模化,碳纳米管作为新型导电剂的优势开始逐步体现,并开始为众多锂电池厂商所接受。

根据GGII统计数据显示,我国锂电池导电剂市场的国产化率已经由2014年的12.9%提升到2018年的31.2%,呈现逐年稳步提高的趋势。

图表 6  2014-2018年我国锂电池导电剂国产化率变化情况

 

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(资料来源:GGII)  

1.2.1 下游锂电池发展趋势

从锂离子电池的应用终端来看,数码3C领域目前市场趋于饱和,对锂离子电池的需求增速有限,而新型数码3C领域如无人机和可穿戴设备等虽然发展较快,但是体量相对较小对锂电池需求的拉动有限。储能领域受锂电池成本高等因素的限制,铅酸电池仍占主流,锂电池的应用比例仍然相对较小,对锂电池的需求增长相对较低。动力锂电池领域受新能源汽车产业的推动,近年来发展迅速,成为锂电池市场的主要增长点。

近年来,随着石油价格的提升和人们环保理念的加强,新能源汽车越来越受到重视。锂电池凭借着能量密度高、寿命长等优势逐步成为了新能源汽车的主流电池。根据GGII统计数据,2018年全球锂电市场产量同比增加21.81%,达到188.8GWh,2014-2018年复合年增长率达27.12%。其中动力锂电增速最为强劲,2014-2018年复合年增长率达66.87%,也成为了锂电行业的主要增量来源。

随着英国、德国、法国等部分发达经济体相继宣布计划在2025-2040年禁售燃油车,新能源汽车替代燃油车是大势所趋,预计到2020年全球动力电池产量将达到246.3GWh。详见下表

图表 7  2014-2020年全球锂电池产量分析及预测  

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(资料来源:GGII)

   国内来看,根据GGII统计数据显示,目前我国已经成为全球最大的锂电池制造国,2018年我国锂电池市场产量同比增长26.71%,达102.00GWh,在全球产量占比达54.03%。从应用来看,与全球市场一样,动力锂电仍是最主要的组成部分。

图表 8  2014-2020年我国锂电池产量分析及预测

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(资料来源:GGII)

   随着我国新能源汽车积分制度正式实施,传统燃油车企业将加大对新能源汽车领域的布局,同时大众、戴姆勒等外资企业在国内合资建设新能源车企,我国动力电池市场需求量将保持高速增长的态势。GGII预计,我国未来两年动力锂电产量年均增长将达到56.32%,到2020年动力锂电产量将突破158.8GWh。

1.2.2 碳纳米管导电浆料行业

动力锂电池用碳纳米管导电浆料产品市场近年来呈现快速增长趋势。受动力锂电池市场快速增长带动,2018年中国动力锂电池用碳纳米管导电浆料市场规模同比增长30.1%,市场规模高速增长主要原因有:

1)动力锂电池市场高速增长,直接带动需求量上升;

2)高能量密度成为动力锂电池市场发展方向,其中,技术最为成熟的三元动力锂电池2018年产量同比增长118%,达41.6GWh,而三元动力锂电池新型导电剂主要以碳纳米管导电浆料为主,因此成为动力锂电池用碳纳米管导电浆料的主要增长点。

现阶段因炭黑类导电剂技术成熟,可靠性较好,是市场上的主流导电剂产品。随着碳纳米管导电浆料的发展,产品成熟度不断提高,结合时间的推移,碳纳米管导电浆料作为导电剂的可靠性得到验证,未来可能逐渐替代炭黑成为动力锂电池的主流导电剂。GGII预计到2023年,碳纳米管导电浆料(CNT)在动力锂电池领域的渗透率将达82.2%,同比2018年提高50.4%。

图表 8  2014-2023年我国动力锂电池用导电剂渗透率情况

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(资料来源:GGII)

碳纳米管导电浆料可以逐渐替代炭黑成为动力锂电池主流导电剂主要是由于其具有更好的基础性能。动力锂电池对能量密度、循环寿命越来越高的需求是碳纳米管导电浆料替代炭黑成为动力锂电池主流导电剂的条件。相较于炭黑,碳纳米管导电浆料凭借其较高长径比的特性,能够进一步提高锂电池的倍率性能,具有更好的导电性能,并可以通过更少的添加量来提升正极活性物质含量,达到同样的导电效果,碳纳米管导电浆料的用量仅为炭黑的1/6~1/2,进而提升锂电池能量密度。同时,碳纳米管导电浆料可以使锂电池循环过程中保持良好的电子和离子传导,从而可以大幅提升锂电池的循环寿命。

受制于目前碳纳米管导电浆料成熟度较低,可靠性验证不充分的影响,各锂电池生产企业对使用碳纳米管导电剂依然需要一个逐步接受的过程。未来随着市场接受度提升和大规模产业化的普及,结合价格的持续下降及成熟度的提高,有望加速碳纳米管导电浆料对炭黑的替代进程。

根据GGII统计数据,最近五年我国动力锂电池各类导电剂市场占有率具体如下:


导电剂种类2014年2015年2016年2017年2018年
碳纳米管13.60%18.80%27.90%29.50%31.80%
炭黑66.00%63.10%55.10%53.00%50.00%
导电石墨19.50%17.00%15.20%15.60%16.30%
石墨烯0.60%0.80%1.40%1.40%1.40%
其他0.30%0.40%0.40%0.50%0.50%

(数据来源:招股说明书)

全球市场来看,2018年全球动力锂电池用碳纳米管导电浆料市场产值同比增长21.2%,达9亿元左右。预计到2023年,全球动力锂电池用碳纳米管导电浆料市场产值将超45亿元,未来五年复合年均增长率达40.3%,增长主要来自我国锂电池企业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。

图表 10  2014-2023年全球动力锂电池碳纳米管导电浆料市场产值分析及预测

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(数据来源:GGII)

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同比增长19.1%,达8.5亿元左右。预计到2023年,中国动力锂电池用碳纳米管导电浆料市场产值将超30亿元,未来五年复合年均增长率达32.0%。

图表 11  2014-2023年我国动力锂电池碳纳米管导电浆料市场产值分析及预测

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(数据来源:GGII

 1.3 周期性分析

整体来看,我国的动力锂电池正处在快速发展的进程中,行业受技术不断更新迭代的影响,现阶段处于一个不断深入的过程;从行业发展历史以及行业发展的生命周期来看,我国碳纳米管导电浆料产业仍处于成长的早期阶段,目前尚未显现出明显的周期性特征。

1.4 产业链分析

图表 5  锂电池产业链示意图

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(数据来源:招股说明书)

   天奈科技处于产业链上游,主要为原材料生产,其通常从大宗商品供应商处购买NMP(N-甲基吡咯烷酮)、丙烯等原材料,加工成碳纳米管导电浆料后,出售给下游比亚迪、宁德新能源科技(ATL)等锂电池生产厂家,最终通过手机、新能源汽车等生产商将产品销售给客户。

1.4.1 上游分析

从上游供应商来看,2016-2018年,公司前五大供应商采购金额占当期主营成本比例依次为70.00%、62.45%和81.19%,2018年第一大供应商为天华富邦,采购金额占比为31.37%,供应商集中度较高。但原材料主要为 NMP(N-甲基吡咯烷酮)、丙烯、分散剂、液氮等,均为基础化工原材料,价格主要取决于相关大宗商品市场行情,供应充足,不存在相关掣肘。但2016-2018年公司毛利率为49.08%、42.11%和40.35%,原材料价格波动会在短期内影响公司毛利率,原材料长期价格变化公司可通过与下游客户协商的处理,对公司影响较小。

1.4.2 下游分析

目前天奈科技前五大客户主要为比亚迪、ATL、CATL、天津力神、卡耐新能源。2016-2018年,公司前五大客户销售金额占当期营业收入的比例依次为69.84%、71.08%和57.46%。2018年公司第一大客户为比亚迪,销售金额占比为34.71%,可以看出公司销售主要依赖少数客户,但考虑到下游锂电池生产企业较为集中,此种情况合理。详见下表

图表 12  天奈科技向前五名客户的销售收入及占当期营业收入的比例

2018 年度
序号销售客户名称产品销售收入万元比例
1比亚迪浆料11,371.5034.71%
2ATL浆料2,439.287.45%
3CATL浆料1,955.365.97%
4天津力神浆料1,579.904.82%
5卡耐新能源浆料1,478.604.51%
合计18,824.6457.46%
2017 年度
序号销售客户名称产品销售收入比例
1坚瑞沃能浆料10,854.6335.25%
2比亚迪浆料5,301.8017.22%
3CATL浆料2,686.228.72%
4天津力神浆料1,559.005.06%
5ATL浆料1,488.934.83%
合计21,890.5871.08%
2016 年度
序号销售客户名称产品销售收入比例
1比亚迪浆料3,741.5827.96%
2天津力神浆料2,539.9418.98%
3ATL浆料1,961.3714.66%
4CATL浆料610.744.56%
5坚瑞沃能浆料492.053.68%
合计9,345.6969.84%

(数据来源:招股说明书)

格菲科创板研究院分析发现:

1、2017年第一大客户坚瑞沃能并未出现在2018年五大客户名单中,原因为坚瑞沃能2018年出现债务危机,无法正常经营,公司不再为其供货。同时坚瑞沃能的财务危机还导致天奈科技出现7000万元坏账,为2017年天奈科技净利润的7倍。考虑到天奈科技为行业内龙头企业,下游锂电池客户较多,随着锂电池行业洗牌的加剧,类似于坚瑞沃能的财务危机导致坏账损失的情况还有可能出现,需要投资者重点关注。

2、锂电池行业领军企业松下电气、三星SDI等未出现在公司五大供应商中,国内锂电龙头宁德时代的采购量远低于比亚迪,同时宁德时代2018年采购量也低于2017年采购量,说明公司产品未能成为行业龙头的优先选择,可能存在产品一致性较差或者性价比较低等问题。

1.5 行业最新技术动态

1.5.1 硅基负极材料的产业化或将加速推进

石墨负极材料凭借工艺成熟、成本较低和性能较好的优势占据90%的负极材料市场。在新能源汽车追求高续航里程的迫切需求下,动力电池也在积极寻找新型高能量密度材料。作为提升电池能量密度的两大材料之一,负极材料还有较大提升空间。与石墨材料类负极相比,硅材料在克容量方面优势明显,硅理论克容量高达4200mAh/g,是石墨材料克容量的十倍。因此,硅基负极材料有可能成为锂电池升级换代的最有潜力的选择。

1.5.2 金属锂或可称为锂离子电池的负极材料

金属锂的比容量为3860mAh/g,电化学势为-3.04V(vs标准氢电极),是一种非常理想的锂电池负极材料。目前锂离子电池的比能量可达250Wh/kg,但是如果我们将锂离子电池的负极更换为金属锂,那么我们就可以获得440Wh/kg的比能量,而像Li-S和Li-空气电池比能量则能够达到650Wh/kg和950Wh/kg的比能量。现阶段要使用金属锂作为锂离子电池的负极材料,我们还需要克服一下几个难题:安全性和循环寿命。但随着技术的进步金属锂或可成为锂离子电池的负极材料。

格菲科创板研究院注:

天奈科技针对硅负极材料与知名日韩动力锂电池企业开始展开合作并测试送样,共同开发碳纳米管导电浆料在硅基负极中的应用。招股书披露公司专项研发的硅基负极用碳纳米管导电浆料产品已经可以实现量产。但现阶段锂电池行业处于初级快速发展阶段,固态电池、金属锂电极等新技术层出不穷。公司2017年第一大客户坚瑞沃能发生债务危机原因之一就是判断错误技术路线,导致大量产能、固定资产闲置。若公司针对行业路线判断失误,可能会导致大量固定资产损失等问题出现。

1.6 政策分析

未来,受我国新能源汽车补贴退坡及动力电池成本等因素影响,动力电池企业成本压力大增,电池企业不可避免的会将这种压力向上游材料供应商传导。在短期内难以出现革命性突破的前提下,成本控制能力出色、技术水平高的锂电池原材料企业将在销售上具有较大的主动权,最终占据一定的竞争优势。

1.7 竞争格局

目前,锂离子电池导电剂行业产品主要有炭黑、碳纤维、碳纳米管以及石墨烯等。其中炭黑等在锂电池中已经应用多年,技术已经相当成熟。市场上主流的传统导电剂如炭黑、乙炔黑、科琴黑和碳纤维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锂电池导电剂方面长期处于依赖进口的状态。

随着碳纳米管导电浆料的发展,产品成熟度不断提高,结合时间的推移,碳纳米管导电浆料作为导电剂的可靠性得到验证,未来可能逐渐替代炭黑成为动力锂电池的主流导电剂。

天奈科技作为最早一批使用碳纳米管导电浆料作为锂离子电池导电剂的生产企业,其技术水平处于行业先进水平,市场占有率34%以上,是第二名的180%以上(2018年数据,以销售额计算),处于行业领先地位,竞争力较强。

行业主要竞争对手有三顺纳米、青岛昊鑫等,其中三顺纳米暂未上市(2017年曾谋求创业板上市),青岛昊鑫被道氏技术收购(SZ300409),天奈科技本次IPO融资完成后能够进一步改善公司的融资环境,提升公司的竞争力。

综上所述,我们认为在短期内,天奈科技的细分行业龙头地位有望继续保持甚至进一步提升。

1.8 核心观点总结

1)新能源汽车的快速发展将带动碳纳米管导电浆料的需求

随着世界各国积极制定传统燃油车时间表,全球各大车企也在纷纷发布新能源汽车发展战略,新能源汽车产业在全球迅速发展。在全球范围来看,去碳化、新能源汽车电动化将成为全面共识,全球动力锂电池市场规模也将在未来几年保持高速增长的趋势。动力锂电池市场高速增长,将直接带动碳纳米管导电浆料市场的高速增长。

2)动力锂电池能量密度的提高将加速碳纳米管导电浆料对传统导电剂的替代

国内市场方面,随着补贴新政的实施,对动力锂电池能量密度要求会越来越高,而传统体系的动力锂电池能量密度瓶颈渐显,新的动力锂电池体系则成为电池企业研发的重点。目前已经突破能量密度瓶颈并实现产业化的技术路线为“高镍正极+硅基负极”。由于高镍三元正极材料及硅基负极材料的导电性能相对较差,为尽可能降低对动力电池能量密度和循环寿命的影响,因此需要添加导电性更为优异的碳纳米管导电剂来提升导电性能及改善循环寿命,进而加速碳纳米管导电浆料对传统导电剂的替代。

3)天奈科技的细分行业龙头地位有望继续保持

随着碳纳米管导电浆料市场逐步成熟,天奈科技作为最早一批使用碳纳米管导电浆料作为锂离子电池导电剂的生产企业,其技术水平处于行业先进水平,同时借助本次IPO对公司融资能力的提升,在短期内,天奈科技的细分行业龙头地位有望继续保持甚至进一步提升。


市场地位

1.1.1 市场占有率

碳纳米管属于新型碳纳米材料,其生产技术要求较高,尤其是能够稳定、批量生产高长径比、高纯度的碳纳米管需要丰富的经验,不断改进生产工艺。天奈科技作为中国最大的碳纳米管生产企业,积累了大量的碳纳米管生产经验。

根据GGII统计数据,最近两年天奈科技碳纳米管导电浆料产品销售额及出货量均稳居行业首位。

图表 13  2018年我国碳纳米管导电浆料市场竞争格局(销售额)

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(数据来源:GGII)

竞争优势

碳纳米管属于新型碳纳米材料,其生产技术要求较高,尤其是能够稳定、批量生产高长径比、高纯度的碳纳米管需要丰富的经验,不断改进生产工艺。天奈科技作为中国最大的碳纳米管生产企业,积累了大量的碳纳米管生产经验。目前,公司在镇江已经建成年产750吨的碳纳米管生产基地。

作为符合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,需要全面评估导电剂生产企业的产品质量、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。    

我们认为天奈科技作为国内做大的碳纳米管导电浆生产企业,率先将碳纳米管导电浆料导入到锂电池行业,公司的营业收入、研发投入等均处于行业领先地位,积累了大量的碳纳米管生产经验,产品质量较好,技术水平较高,存在一定的先发优势。同时锂电池生产商为了保证产品的一致性,在导电浆料等原材料质量较为稳定的情况下不会轻易切换供应商,使得公司客户较为稳定。

内容创作:格菲科创板研究院

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