《三体》“飞刃”材料有望成真？莱尔科技碳纳米管及导电浆料项目进入试产
《科创板日报》9月11日讯（记者 黄修眉）莱尔科技年产3800吨碳纳米管及3.8万吨碳纳米管导电浆料项目部分产线已初步建成，并于今日（9月11日）在四川眉山甘眉工业园进入试产阶段。
作为目前现实世界中最接近科幻小说《三体》中“飞刃”技术的材料，碳纳米管被科学家评为“有望彻底改变21世纪”的神奇材料之一。市场也认为，碳纳米管产业规模能达到千亿级别。
凭借其优越的导电性能，目前碳纳米管超过75%的需求来自锂电池导电剂领域。但其在导电塑料、芯片制造、特殊功能材料等领域中亦有广泛应用。
近年来，包括天奈科技、道氏技术、莱尔科技等材料企业，纷纷加码碳纳米管领域。
项目试产背后：可向涂碳箔延伸发展
莱尔科技主要布局功能性材料及下游应用产品的研发、生产和销售。其已通过功能胶膜材料、高速传输线材和涂碳箔切入新能源汽车、动力电池等市场。
其于2022年8月首次公告，拟投资该碳纳米管及碳纳米管导电浆料项目。
在今日（9月11日）举行的投产仪式上，莱尔科技董事长范小平介绍道，为加快对新能源锂电池上下游相关产业的发展，该公司开展碳纳米管及碳纳米管导电浆料项目，该项目“承载着莱尔科技转型升级的重要使命”。
范小平在接受《科创板日报》记者采访时称，一方面，该项目可以向现有新能源业务领域——涂碳箔延伸发展，助力提升碳涂箔的导电性能；另一方面，整套生产过程，革新了以往的碳纳米管工艺流程，提高了环保再利用水平。
资料显示，莱尔科技该项目采用甲烷（下称“天然气”）CVD制备工艺，并使用氯气低温纯化法，得到高纯碳纳米管粉料。四川则拥有丰富的天然气资源，且单位成本相对更优。
据范小平介绍，莱尔科技正与新能源电池领域多家龙头企业进行合作洽谈。
该公司的碳纳米管客户群体与涂碳箔客户群体高度重合，目前该公司的涂碳箔产品已导入南都电源、中天科技、双登集团、鹏辉能源等储能和动力电池客户供应商体系。
“因成本低廉，部分新能源电池龙头企业目前仍只使用碳黑作为导电剂，但碳纳米管导电剂的性能其实更加优良。”四川莱尔新材料科技有限公司总工程师岳山向《科创板日报》记者表示，“未来碳纳米管有可能最终完全替代碳黑导电剂。”
据了解，莱尔科技该项目投资金额约12亿元。建成投产后，按照预测的价格，预计可实现年平均营收逾17亿元，年平均利润总额3.59亿元，年平均净利润2.68亿元。项目初期将生产多壁碳纳米管粉体，后续将生产碳纳米管导电浆料。
值得一提的是，莱尔科技此前在对上交所的审核问询回复中提到，该公司根据本项目的产品市场竞争力、成本结构及参考市场水平，谨慎性假定碳纳米管、碳纳米管导电浆料的年销售单价保持稳定，分别为含税20万元/吨、含税4.5万元/吨。
碳纳米管市场前景几何
《科创板日报》记者注意到，在新能源行业高速发展的大背景下，碳纳米管相关生产企业曾竞相公布扩产计划。
其中，碳纳米管龙头天奈科技从2023年2月起，也在四川眉山彭山区投资建设天奈科技年产12万吨导电浆料及1.55万吨碳管纯化生产基地项目，预计项目总投资约20亿元。
道氏技术在2021年底已有碳纳米管导电浆料产能2.5万吨，2022年新增江门基地1.5万吨导电剂浆料产能，该公司还在兰州基地规划了5000吨粉体和3万吨碳纳米管导电浆料产能，该项目计划在2024年开工。
“无论是在聚合物、氧化物还是硫化物固态电池技术路线中，碳纳米管都以其卓越的导电性、增强的机械性能和良好的界面适应性，成为提升电池性能的有效添加剂。”国际智能运载科技协会秘书长张翔在接受《科创板日报》记者采访时称。
张翔称，目前已突破能量密度瓶颈并实现产业化的导电剂技术路线是“高镍正极+碳基负极”，但由于高镍正极和碳基负极本身的导电性较差，因此需要添加导电性能更优异的碳纳米管导电剂，来提升电池导电性和循环寿命。
“碳纳米管已经产业化，我们看到现在磷酸铁锂、三元铁锂等电池能量密度的提高，这里面就有碳纳米管的贡献。”张翔进一步称，但碳纳米管行业集中度高，有一定技术门槛，随着新能源电池对能量密度需求的提高，市场对碳纳米管的需求也会进一步加强。
据GGII预计，未来随着新能源电池“高镍正极+碳基负极”技术路线的进一步成熟，到2025年新型导电剂在新能源电池中的占比有望达到57%，其中碳纳米管导电剂占比将达到55%。
随着今年来多家电池龙头企业宣布进军半固态/固态电池领域，能大幅度提升电池能量密度的碳纳米管导电剂，受到了更加广泛的关注。
国金证券汽车组分析师陈传红曾发文称，随着碳纳米管合成技术和制备工艺的突破，预计在未来15-30年间，碳纳米管导线将会大量应用到航空电机技术领域，提高电机系统功率密度。
对此，国内某头部低空经济企业技术专家向《科创板日报》记者表示，以碳纳米管作为导电剂的固态电池，理论上可以用于航空电机领域。
“但从产业进展来看，这种新型材料应用于固态电池还处于研发阶段，实际能否应用于航空电机领域还需要证实，并且落地过程也会更加漫长。”上述技术专家称。
国际智能运载科技协会秘书长张翔认为，不同技术路线根据自身特点和面临的挑战，可能会有不同侧重地应用碳纳米管技术。但总体上，碳纳米管的应用有助于克服固态电池开发中的多个关键技术障碍。
而碳纳米管材料的主要应用范围也并不仅限于新能源电池领域。有业内新能源领域投资人向记者表示，这种材料结合高超的涂布技术，可以用于远洋轮船和军用船船身。
“涂一层这种材料，能保障船体不被藤壶等海洋生物附着，一次成本在百万元左右，相比清洗一次远洋轮船2000万的成本，要低很多。”该投资人表示。
上述投资人还表示，碳纳米管与石墨烯结合制作复合材料，还可用于军用隐身材料中。据了解，莱尔科技也正开展与相关院所和企业的合作洽谈。
龙头两月三次加码产能，碳纳米管搅动导电剂市场格局
作为提升锂电池性能的关键辅材，新型碳纳米管材料正悄然搅动导电剂市场格局。
天奈科技（688116.SH）、道氏技术（300409.SZ）、黑猫股份（002068.SZ）等近日纷纷公告加码相关产能，宁德时代（300750.SZ）、比亚迪（002594.SZ）也已将触角伸到这一新兴领域。
高工锂电表示，未来几年新型导电剂特别是碳纳米管导电剂将逐步代替传统导电剂，中国碳纳米管导电浆料出货量预计将从2022年的12万吨增至2025年的32万吨，成为锂电池导电剂领域成长性最高的种类。
1、性能优势突出，经济性逐渐显现
导电剂是锂电池材料的重要组成部分，可以增加活性物质之间的导电接触、提升电子在电极中的传输速率，从而增强锂电池的倍率性能、改善循环寿命。
常用导电剂包括炭黑类、导电石墨类、VGCF（气相生长碳纤维）、碳纳米管以及石墨烯等。其中，碳纳米管作为新型导电剂材料，市场关注度不断提升。
碳纳米管（CNT）又称巴基管，是一种力学、电学、热学等性能突出纤维状导电剂，主要应用在动力锂电池领域。“相比其他导电材料，碳纳米管的最大优势在于添加量少、对材料的冲击强度影响小、不会脱碳、综合性价比高等。”泰信现代服务业混合基金经理黄潜轶表示。
除性能优势贴合下游需求，碳纳米管的经济性开始逐步显现。
由于原料及能源价格不断上涨，2021年底炭黑报价涨至约10万元/吨；碳纳米管则伴随规模化的到来快速降本，根据天奈科技公告，2021年前三季度碳纳米管粉体均价已降至22.2万元/吨，同比下降38.6%。国信证券中性预测，2022年单吨正极材料添加3%炭黑SP的成本为0.21万元，添加0.5%/1.0%/1.5%碳纳米管成本为0.11万/0.21万/0.32万元，两者基本相当。
2、三元、铁锂应用市场预计超200亿元
事实上，由于导电剂仅占电池成本约1%，成本敏感度低，下游电池厂商接受度较高。
当前，碳纳米管在动力电池领域开始加速渗透，主要应用领域包括磷酸铁锂、高镍三元以及硅基负极。
其中，磷酸铁锂电池添加的碳纳米管导电剂比例更高。据悉，石墨烯复合导电浆料与碳纳米管粉体等以7：3的配比混合搅拌，适配磷酸铁锂电池性能更好。
伴随磷酸铁锂电池装机占比提升，碳纳米管出货量有望快速增长。高工锂电数据显示，2021年全球磷酸铁锂电池碳纳米管浆料需求量为5万吨，市场规模达到18亿元，预计到2025年需求量将达到39万吨，市场规模达到150亿元。
与此同时，在4680等高能量密度电池带动下，高镍正极有望持续放量。高能量密度电池所使用的导电剂主要为碳纳米管导电浆料，以此来弥补高镍正极导电性差的问题。
高工锂电数据显示，2021年全球三元电池碳纳米管浆料需求量为3.2万吨，市场规模达到13亿元，预计到2025年需求量将达到16.6万吨，市场规模达到63亿元。
硅基负极中碳纳米管尚未开始大规模应用。碳纳米管分为单壁管和多壁管，硅基负极所使用的碳纳米管为单壁管，全球目前仅俄罗斯的OCSiAl可以量产90吨/年的单壁碳纳米管，价格较高。
道氏技术当前批量试产产品的G／D比等技术指标已处于国际领先水平，“目前公司的1-4代导电剂产品主要应用于磷酸铁锂和三元电池领域，我们正在组织第5代单壁管于2022第三季度实现量产。单壁管未来的使用方向主要是导电剂和硅碳负极中的应用。”道氏技术称。
3、头部厂商两月三度加码产能
随着碳纳米管市场的逐步放量，多家公司相继开展业务布局。
其中，行业龙头天奈科技近两个月公告了三次碳纳米管项目投资。
2022年5月，公司发布公告称，拟设立子公司投资建设天奈科技西部基地项目，建设年产1万吨多壁碳纳米管及1600吨氢气(副产) ，预计固定资产总投资约30亿元。6月25日，公司宣布，拟投资32亿元建设年产450吨单壁碳纳米管项目；同日，公司发布公告，拟投资20亿元建设年产12万吨导电浆料及1.55万吨碳管纯化(含500吨单壁碳管纯化)生产基地项目。
高工产研锂电数据显示，最近两年天奈科技碳纳米管导电浆料产品销售额稳居行业首位，2021年市场份额占比43.4%。公司目前共有三代产品实现批量供货，第四代、第五代正处于中试阶段。东吴证券预计上述项目将于2024年起贡献产量，从而进一步加强公司在碳纳米管的领先优势。
另一行业领先者道氏技术则获得了比亚迪的“加持”。
2022年4月，道氏技术发布公告称，为了提升公司碳材料业务运营平台格瑞芬的竞争实力，拟由母公司道氏技术、员工持股平台对格瑞芬增资，并引进比亚迪等战略股东，拟增资金额6亿元。格瑞芬下属子公司包括青岛昊鑫、江门昊鑫、江门道氏、赣州昊鑫，涵盖碳纳米管粉体、碳纳米管导电浆料、石墨烯导电浆料等研发体系。2021年，格瑞芬已实现约6500万元的净利润。
道氏技术表示，比亚迪一直是公司核心客户，未来公司将和比亚迪在战略层面进行全方位的合作。除比亚迪外，公司产品也已小批量供货宁德时代等三元客户。
产能方面，目前公司规划青岛、江门、龙南、兰州四大生产基地，预计2022年底浆料产能达4万吨。
炭黑龙头黑猫股份也于2022年4月发布公告称，拟出资4500万元在景德镇设立全资子公司黑猫高材，由其为主体投资新建“年5000吨碳纳米管粉体及配套产业一体化项目”，项目预计投资总额6.8亿元。
此外，为完善产业链布局，锂电池巨头宁德时代也不甘示弱，快速步入碳纳米管行业。
2021年12月，宁德时代全资子公司问鼎投资入股无锡东恒，增资至约5704.73万元。无锡东恒成立于2013年，主要产品为碳纳米管导电粉末和浆料，2020年导电剂市占率5.2%。此前，宁德时代旗下晨道投资已入股捷邦科技，捷邦科技控股子公司东莞瑞泰为碳管导电浆料厂商。
4、碳纳米管和炭黑将呈并存格局
2021年国内碳纳米管导电剂渗透率约21%。“随着对电池高能量密度的追求提升，碳纳米管导电剂的性能优势不断凸显，市场接受度有望持续提升，碳纳米管渗透率2025年有望提升至61%。”黄潜轶称。
高工锂电则预计，2025年中国新型导电剂市场占比将达57%，其中碳纳米管导电剂占比将达55%。这意味着碳纳米管和炭黑等未来会是并存的格局。
华创证券认为，不同的导电剂在成本、导电性能、吸液性能等方面各具优势，综合考量下，未来导电剂体系逐步从单一化走向多元复合化将是大势所趋。
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