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1、2022年導電劑行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析1.導電劑:鋰電關(guān)鍵輔材,用于提升正負極導電性能導電劑是鋰離子電池關(guān)鍵輔材,對改善電池導電性能、容量發(fā)揮、倍率性能、循環(huán)性能 有著重要的作用。由于大部分正極材料活性物質(zhì)導電性差,內(nèi)阻較大,因此需要導電劑 構(gòu)成導電網(wǎng)絡以提高電極材料活性物質(zhì)與集流體之間的導電性,目前導電劑主要應用在 正極極片上,未來隨著硅基負極加速滲透,導電劑在負極極片應用將提速。此外,導電 劑也可以提高極片加工性,促進電解液對極片的浸潤,有效地提高鋰離子在電極材料中 的遷移速率,降低極化,從而提高電極的充放電效率和使用壽命。正極:主要提升正極材料的導電性能。鋰電子正極材料導電性能較差,
2、需要通過添 加一定比例的導電劑保證導電物質(zhì)填充滿正極材料活性物質(zhì)之間的空隙,以形成良 好的導電網(wǎng)絡提升正極材料的導電性能。負極:主要削弱負極材料的膨脹性,提高循環(huán)壽命。負極材料導電性能雖好,但在 多次充放電過程中,鋰電子不斷的嵌入與脫落會引起石墨顆粒體積的膨脹和收縮導 致石墨顆粒間隙越來越大,降低導電性能,部分甚至會脫離電極,降低鋰電子電池 容量。而加入導電劑,可以改善負極表面性能,保持電池導電性。導電劑占電池成本約 1%,成本敏感度低,下游接受度高。由于導電劑在鋰電池成本占 比不高,價格敏感性較弱,因此盡管新型導電劑成本相較于傳統(tǒng)導電劑高,但新型導電 劑對于鋰電池能量密度、快充等性能的提升較
3、為顯著,因此鋰電池廠商接受程度較高, 成本或并非第一考量因素。2.新型導電劑 vs 傳統(tǒng)導電劑:多維度下綜合對比鋰電池目前常用的導電劑主要包括炭黑類、導電石墨類、VGCF(氣相生長碳纖維)、 碳納米管以及石墨烯等。其中,炭黑類、導電石墨類和 VGCF 屬于傳統(tǒng)的導電劑; 碳納米管和石墨烯屬于新型導電劑材料。導電炭黑:呈鏈狀或葡萄狀,具有較高的比表面積。炭黑可與活性材料形成點對點 接觸,有利于電解質(zhì)的吸附提高離子電導率,添加量在 3%左右,是一款高性價比的 導電材料,但導電性能相對一般且依賴進口,目前導電炭黑主要分為導電炭黑、超 導炭黑(乙炔黑、Super P 等)、特導炭黑(科琴黑等)。碳納米
4、管:可分為單壁管和多壁管兩類,一維結(jié)構(gòu)的碳納米管呈圓柱狀,內(nèi)部中空, 具有良好的電子導電性。纖維結(jié)構(gòu)能夠與活性材料點對線接觸,在電極活性材料中 形成連續(xù)的導電網(wǎng)絡,充當“導線”的作用,有利于提高電池容量、倍率性能、電 池循環(huán)壽命、降低電池界面阻抗等。石墨烯:具有片狀二維結(jié)構(gòu),與活性物質(zhì)形成點對面接觸,可以最大化的發(fā)揮導電 劑的作用,減少導電劑的用量,從而增大活性物質(zhì)比例,提升鋰電池容量。在加入 量較小的情況下,石墨烯能夠更好地形成導電網(wǎng)絡,效果遠好于導電炭黑。導電石墨:石墨導電劑為顆粒度更小的人造石墨,孔隙和比表面積更加發(fā)達,可與 活性材料形成點對點接觸,有利于改善極片顆粒的壓實密度以及提高離
5、子和電子電 導率,同事用于負極可提高負極容量。3.行業(yè)趨勢:從單一化走向多元化成本及性能的綜合考量下,未來導電劑體系將逐步從單一化走向多元復合化。經(jīng)過復盤, 我們認為國內(nèi)鋰電池導電劑體系將經(jīng)歷三個階段:1)第一階段:導電炭黑為主流,進口依賴程度高:早期鋰離子電池對于性能的要求低, 技術(shù)迭代慢,傳統(tǒng)石墨及炭黑導電劑由于相關(guān)技術(shù)已經(jīng)較為完善,價格低廉,被廣泛應 用于鋰電領(lǐng)域,能夠適配原有電化學體系,但長期依賴海外企業(yè),我們認為主要是以下 兩方面原因:1)2020 年以前鋰電市場增速不高,市場空間較小,全球?qū)щ娞亢诠┙o過剩,新玩家較少;2)海外企業(yè)在鋰電用導電炭黑上具備先發(fā)優(yōu)勢,產(chǎn)能規(guī)模大、產(chǎn)品性
6、能優(yōu),國內(nèi)企業(yè)布局較慢。2)第二階段:新型導電劑加速滲透,導電劑開啟國產(chǎn)替代:隨著我國部分企業(yè)(天奈科 技、三順納米、青島昊鑫等)突破碳納米管宏量生產(chǎn)技術(shù),同時動力市場對鋰離子電池 性能要求(能量密度、循環(huán)壽命、快充性能等)愈發(fā)嚴苛,新型導電劑憑借其更好的導 電性能開始逐步滲透市場,導電劑開啟國產(chǎn)替代浪潮。3)第三階段:導電炭黑開啟國產(chǎn)替代,導電劑從單一化走向多元化:2021 年下游市場 需求大爆發(fā),全球?qū)щ娞亢诠┎粦蠼o予國內(nèi)企業(yè)國產(chǎn)化替代黃金窗口期,同時碳納米 管持續(xù)降本、下游認可度提升,滲透率持續(xù)穩(wěn)步攀升。我們認為新型導電劑與傳統(tǒng)導電 劑并非絕對對立的關(guān)系,而是高度協(xié)同統(tǒng)一的關(guān)系,未來的
7、導電劑體系將會是多元復合 的。由于不同的導電劑各自在成本、導電性能、吸液性能等方面具備優(yōu)勢,同時不同導 電劑復合使用所構(gòu)建的導電網(wǎng)絡更密集、更完整、有效降低導電劑與活性物質(zhì)接觸不充 分的概率,起到相互補充、相互協(xié)同的作用,因此我們判斷未來導電劑體系將朝著多元 復合化方向演繹。傳統(tǒng)導電劑仍為主流,新型導電劑滲透率穩(wěn)步提升。目前以炭黑、導電石墨為代表的常 規(guī)導電劑在中國已應用多年,電池企業(yè)應用已相當成熟,加之常規(guī)類導電劑分散相對簡 單,電池企業(yè)一般直接采購導電劑粉體自行分散,仍為電池廠首選,根據(jù) GGII 數(shù)據(jù)顯示, 2020 年炭黑占比約 72%,但主要依賴進口。新型導電劑滲透率近年來隨著碳納米管成本 下降、性價比凸顯,逐漸受到電池廠的青睞,2020 年滲透率約 21%,我們預計 2025 年 傳統(tǒng)導電劑與新型導電劑將呈現(xiàn)五五開的局面。導電劑國產(chǎn)替代趨勢加速。1)導電炭黑開啟國產(chǎn)化趨勢:2020 年前 SP、科琴黑、乙炔 黑等導電炭黑主要從國外進口,國產(chǎn)企業(yè)雖有布局但產(chǎn)品綜合性價比不及海外,2021 年 以來全球新能源汽車加速滲透背景下帶來導電炭黑國產(chǎn)化機遇,部分傳統(tǒng)炭黑企業(yè)實現(xiàn) 產(chǎn)能技術(shù)突破,開始切入國內(nèi)市場;2)碳納米管滲透率逐步提升:隨著碳納米管的量產(chǎn) 導致成本不斷
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