最近随着《三体》电视剧的播出,一种名为“纳米飞刃”的纳米材料引起了广泛关注,如同一根蚕丝细的它,却可以成为世界上最锋利的刀。
其实,纳米飞刃的原型就是碳纳米管。上世纪90年度出现,也被誉为“二十世纪最神奇的纳米材料”之一。它由碳原子构成,其排布像一根细长的水管,跟金刚石和石墨的构造还是有着本质的区别,所以性能也存在巨大差异。
碳纳米管结构
碳纳米管在众多领域上演着神奇的一幕。比如,可以在纳米尺度下让沸水成冰,比如拥有99.8%的电热转化效率,或许成为未来的“取暖神器”。
强度是钢铁的100倍,碳纳米管的优异性能也让众多玩家投身到它的研发和量产过程中。从最近的情况看,碳纳米管项目的落地离我们越来越近,比如黑猫股份(002068)的碳纳米管项目预计2023年一季度产出产品,莱尔科技(688683)投资超过10亿元建设碳纳米管项目,预计产能3800吨,也是公司上市后最大的投资项目。
不光是国内玩家,像LG化学这样的老牌巨头也高调宣布将建立第四座碳纳米管工厂,建成后总产能超过6100吨,看到一众玩家纷纷布局,让不少资本也赶来“报到”,彷佛碳纳米管势必将成为下一个风口。
事实真的是这样吗?碳纳米管作为一匹黑马,能否一黑到底,成为产业界的宠儿?
一、导电剂领域,实现替代?
聊到碳纳米管,就不得不说导电剂。作为锂电池中的重要物质,导电剂能提高电子的迁移速率,保证电池拥有良好的充放电性能。传统的导电剂主要是导电石墨和炭黑,而近些年随着一些技术难关被逐渐攻破,像碳纳米管这样的导电剂走上舞台。
导电剂类型
从目前的产业化节奏来看,在碳纳米管中加入颗粒状导电剂,往往能使其性能产生1+1>2的导电效果。同时,受益于下游的高增长(2022年国内动力电池装车量已经接近300GWh,同比增逾九成,产量也增加了1.5倍),导电剂的整体出货量预计也只增不减。
导电剂渗透率变化
碳纳米管目前的渗透率,也已经超过了20%。此外据笔者了解,超过90%的中高端数码锂电池玩家已使用碳纳米管,比如比亚迪、比克电池等都是它的追随者。开篇笔者提到的几个玩家增加碳纳米管的产量,也几乎都是布局锂电池导电剂赛道的。
据专业机构预测,三年后碳纳米导管电浆料需求量将达60万吨,市场规模超过35亿元,复合增长率超过40%。看来,大家谁也不想丢掉争夺黄金的先机。
二、鹿死谁手,拭目以待
要了解碳纳米管的竞争格局前,我们需要先搞懂一个问题,作为一项黑科技,这个行业的进入壁垒高吗?
就笔者看来,新技术的诞生和应用过程中,研发壁垒是很高的。打开碳纳米管的产业链,上游原材料成本占比超过了70%,受原材料的价格波动比较大,比如2021年上游化工产品NMP(甲基吡咯烷酮)曾短暂的供不应求,其价格上涨严重压缩了碳纳米管的利润空间。
碳纳米管产业链
在原材料占比较高的时候,如果能实现产业链一体化,则能更好平滑成本曲线,这是亘古不变的商业逻辑。
此外,碳纳米管研发的难点包括碳纳米管管径和管长的控制方法,催化剂、纯化等技术壁垒较高,这也为其导电性的效果打下坚实的基础。
碳纳米管生产流程
从目前的竞争格局来看,天奈科技(688116)凭借多年的技术和客户优势,占据了碳纳米管导电剂市场的头把交椅,CR5也高达90%,集中度也逐年增加,也从侧面印证了极高的研发壁垒让不少后晋的中小玩家胆寒。从天奈科技去年的财务状况看,前三季度盈利3.3亿元,同比增长了61%,成为借助下游新能源实现自身高速发展的典型案例之一。。
值得注意的是,碳纳米管玩家如无锡东恒(市占率约5%)也获得了下游宁王(宁德时代,300750)的投资,抱紧大腿,未来不慌。
碳纳米管出货量情况
三、成本不降,世事难料
相较于传统的导电剂,碳纳米管凭借其优异的性能脱颖而出,但是较高的成本也是摆在众多玩家面前的问题,这也是不少投资者关注的重点之一。
但从笔者的分析来看,这两年碳纳米管的经济性已经开始显现。
做个简单的数学题。从2021年的数据看,碳纳米管的竞品炭黑到底年已经涨到了10万元/吨,碳纳米管粉体的均价已经降到了20万元/吨。而通常在正极材料中,碳纳米管的导电性能好,所以添加的量也比较少(比如仅有1%),而炭黑需要添加3%左右。这样一来,对于下游的电池玩家来说,碳纳米管和炭黑的总成本已经相当。
所以,随着碳纳米管市场的逐步放量,玩家们才敢放心大胆地花重金扩产能。这条赛道的春天,或许才刚刚开始。