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證券研究報告電力設(shè)備2023年1月11日負(fù)極碳包覆行業(yè)深度報告:下游行業(yè)高景氣,發(fā)展空間廣闊評級:推薦(首次覆蓋)最近一年走勢相關(guān)報告《——鈉離子電池行業(yè)深度研究:鈉電池產(chǎn)業(yè)化加速,有望補(bǔ)充鋰電產(chǎn)業(yè)鏈(推薦)*電氣設(shè)備*李航》——2022-06-130.100.05電氣設(shè)備滬深300《——海上風(fēng)電行業(yè)深度研究:海風(fēng)觀察系列報告之三:招標(biāo)持續(xù)落地,上調(diào)2025年海上風(fēng)電裝機(jī)預(yù)期(推薦)*電氣設(shè)備*邱迪,李航》——2022-06-040.00-0.05-0.10-0.15-0.20-0.25-0.30《——海底電纜行業(yè)深度報告:海風(fēng)觀察系列報告之二:海纜市場空間上行,龍頭地位依然穩(wěn)固(推薦)*電氣設(shè)備*邱迪,李航》——2022-04-06《——新能源汽車行業(yè)深度研究:產(chǎn)業(yè)技術(shù)前瞻系列之一:大圓柱路徑確定,關(guān)注產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)機(jī)會(推薦)*電氣設(shè)備*李航,邱迪》——2022-03-30《——電氣設(shè)備行業(yè)深度研究:儲能報告系列之二:我國電化學(xué)儲能收益機(jī)制及經(jīng)濟(jì)性測算(推薦)*電氣設(shè)備*李航,邱迪》——2022-02-23相對滬深300表現(xiàn)表現(xiàn)2023/01/1012M1M3M電力設(shè)備滬深300-1.8%3.0%-8.0%-0.1%-21.3%-21.6%2核心提要
負(fù)極碳包覆行業(yè)龍頭信德新材2022年9月上市,我們對市場關(guān)心的碳包覆行業(yè)的問題做以下解答:?
碳包覆必要性:碳負(fù)極材料電性能的兩個最關(guān)鍵因素是石墨化程度與SEI膜致密程度,前者影響比容量,后者影響循環(huán)穩(wěn)定性。而為了兼得比容量+循環(huán)穩(wěn)定性,可通過碳包覆結(jié)合石墨本身的高比容+包覆材料的循環(huán)穩(wěn)定。目前無定形碳包覆材料主要有瀝青、酚醛樹脂等,石油基可紡瀝青由于克容量更高+污染小,成為目前包覆主流技術(shù)路線。?
碳包覆添加量:根據(jù)已有文獻(xiàn)且結(jié)合負(fù)極上市公司實(shí)際披露數(shù)據(jù),可得出天然石墨添加量在8%左右,人造石墨在11%;根據(jù)貝特瑞專利口徑,硅基負(fù)極預(yù)計在20%;鈉電硬碳負(fù)極預(yù)計在1-30%。天然→人造→硅基,碳包覆添加量從不足10%提升至20%。?
市場空間:快充趨勢下,高添加量的人造石墨+硅基負(fù)極滲透率提升,負(fù)極碳包覆行業(yè)增速高于下游鋰電增速。我們預(yù)計2022年行業(yè)規(guī)模為17億元,2025年為40億元,CAGR達(dá)32%。?
行業(yè)壁壘:產(chǎn)品核心競爭點(diǎn)在于原材料和生產(chǎn)工藝,行業(yè)公司主要通過設(shè)備研發(fā)提升產(chǎn)品品質(zhì)。?
降本途徑:瀝青包覆材料主要原料為古馬隆樹脂,可通過采購乙烯焦油外包加工模式降本。以信德新材為例,產(chǎn)品材料成本占比70%+,公司采購乙烯焦油,通過代加工方式實(shí)現(xiàn)上游一體化。信德新材上游一體化可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品單噸凈利提高17%。?
產(chǎn)能規(guī)劃:目前碳包覆材料行業(yè)規(guī)劃產(chǎn)能為19.4萬噸,2021年行業(yè)產(chǎn)能為6.9萬噸,預(yù)計2023年達(dá)到12.5萬噸。?
競爭格局:從供給側(cè)看,2021年信德新材產(chǎn)能在行業(yè)中占比為36.2%,2023年產(chǎn)能市占率預(yù)計為37%,信德新材為行業(yè)龍頭。2021年新疆中碳、遼寧潤興為行業(yè)頭部企業(yè),隨著遼寧奧億達(dá)的規(guī)劃產(chǎn)能釋放,2023年遼寧奧億達(dá)市占率也將大幅提升。相較其他公司,信德新材客戶、成本、技術(shù)優(yōu)勢更加突出,我們預(yù)計公司未來將持續(xù)保持龍頭地位。
綜合看負(fù)極碳包覆行業(yè)材料成本占比較高,但是降本路徑明確;行業(yè)高壁壘,競爭格局較好,信德新材產(chǎn)能規(guī)劃積極,產(chǎn)品客戶先發(fā)優(yōu)勢明顯,預(yù)計將長期保持龍頭地位。3核心提要
瀝青基碳纖維:包覆材料向下游應(yīng)用拓展,高行業(yè)壁壘,國內(nèi)仍處于產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期。?
瀝青基碳纖維是指以瀝青等富含稠環(huán)芳烴的物質(zhì)為原料,通過聚合、紡絲、不熔化、碳化處理制備的一類碳纖維,按其性能的差異又分為通用級瀝青碳纖維和高性能瀝青碳纖維。從制備工藝上看,瀝青調(diào)制是其制備的關(guān)鍵步驟,要求其中間相瀝青具有高度各向異性同時具有良好紡絲性,瀝青基碳纖維可由碳負(fù)極包覆材料制備。目前瀝青基碳纖維主要生產(chǎn)廠商為日本廠商,我們預(yù)計其未來有望迎來快速。?
行業(yè)規(guī)模:瀝青基碳纖維目前應(yīng)用場景較少,主要可用在軍事及航空航天領(lǐng)域。根據(jù)信德新材招股書,2021年國內(nèi)瀝青基碳纖維市場空間為6.4億元,市場仍處于發(fā)展初期。跟據(jù)我們測算2021年全球?yàn)r青基碳纖維行業(yè)規(guī)模為25億元。?
信德新材的瀝青基碳纖維產(chǎn)品先發(fā)布局民用方向,子公司大連信德新材料主要負(fù)責(zé)該業(yè)務(wù)。根據(jù)公司招股書,2022年公司主要將瀝青基碳纖維應(yīng)用在儲能電池,并且為瀝青基碳纖維氈項(xiàng)目儲備了相關(guān)技術(shù)。
投資建議及風(fēng)險提示?
行業(yè)評級:我們認(rèn)為中短期看,量的層面,快充趨勢下,負(fù)極碳包覆添加量提升,增速快于下游鋰電池行業(yè)增速;利的層面,行業(yè)技術(shù)壁壘較高,競爭格局較好,發(fā)生價格戰(zhàn)可能性小,單位凈利有望,且可通過向上一體化布局增厚盈利(單噸凈利提升17%,參考本文P20假設(shè)測算)。長期看,2022年瀝青基碳纖維處于行業(yè)萌芽期,負(fù)極碳包覆僅是瀝青基碳材料的應(yīng)用之一,未來光伏+儲能等下游應(yīng)用打開行業(yè)空間。首次覆蓋,給予負(fù)極碳包覆行業(yè)“推薦”評級。?
重點(diǎn)關(guān)注:碳包覆材料行業(yè)龍頭信德新材,公司主營業(yè)務(wù)負(fù)極碳包覆賽道空間成長性好(2022年-2025年CAGR為32%),技術(shù)壁壘高,競爭格局較好。2021年公司營收為5億元,行業(yè)快速增長+公司市占率提升→公司收入有望快速提升,彈性較強(qiáng);長期看公司產(chǎn)品瀝青基碳纖維性能優(yōu)異,未來可應(yīng)用在在光伏保溫層、燃料電池碳紙,全釩液流電池碳?xì)值阮I(lǐng)域,想象空間較大。?
風(fēng)險提示:現(xiàn)有負(fù)極碳包覆技術(shù)路線被其他材料替代;測算具有主觀性;新能源車銷量不及預(yù)期;原材料價格持續(xù)上漲;行業(yè)價格競爭加?。恢攸c(diǎn)關(guān)注公司業(yè)績不及預(yù)期。4目錄一、初識負(fù)極碳包覆:提升負(fù)極材料性能,主流路線是石油基可紡瀝青1.1碳包覆重要性:未經(jīng)修飾的負(fù)極材料性能差,需要進(jìn)一步提升負(fù)極的充放電性能1.2碳包覆主流路線:以石油基可紡瀝青為主流路線1.3碳包覆添加量:天然→人造→硅基,碳包覆添加量從不足10%提升至20%1.4市場空間測算:我們預(yù)計2025年行業(yè)規(guī)模為40億元,2022年-2025年CAGR達(dá)32%51.1碳包覆重要性:進(jìn)一步提升負(fù)極的充放電性能
影響鋰離子電池碳負(fù)極材料電性能的兩個最關(guān)鍵因素石墨化程度與SEI膜致密程度,前者影響比容量,后者影響循環(huán)穩(wěn)定性。單純用石墨材料無法兼顧二者。1)碳材料的石墨化程度高→比容量越大;2)
形成SEI膜致密程度適中→首效損失小,且避免溶劑分子嵌入,提升負(fù)極的循環(huán)穩(wěn)定性。但二者性能無法兼得,原因?yàn)樘疾牧系氖潭仍酱?
而基底表面碳微晶邊、面之間存在較大的差別,
如:存在與電解液反應(yīng)導(dǎo)致電解液的分解,進(jìn)而破壞碳材料的結(jié)構(gòu),
以致不利于碳負(fù)極表面的致密鈍化膜的生成,
使得實(shí)際的放電容量,
首次充放電效率很低。
為了兼得比容量+循環(huán)穩(wěn)定性,可通過碳包覆結(jié)合石墨本身的高比容+包覆材料的循環(huán)穩(wěn)定。1)石墨作為負(fù)極,優(yōu)點(diǎn)是比容量高,但會造成電解液的還原,影響體系的穩(wěn)定;2)無定形碳作為負(fù)極,
優(yōu)點(diǎn)是與電解液的反應(yīng)少,
雖可生成比較致密的鈍化膜,
但比容量小。為了兼得二者優(yōu)點(diǎn),
普遍采用包覆技術(shù)制備具有核殼結(jié)構(gòu)的碳材料,
即以高結(jié)晶度碳材料(例如石墨)為核材料,
以無定形碳材料為殼材料(包覆材料)
,各取其優(yōu)點(diǎn),起到既能抑制電解液的分解,
又能增加電池容量,
改善其循環(huán)特性的效果。圖:從左至右依次為負(fù)極包覆材料(實(shí)物圖)、球形人造石墨包覆前(SEM
圖)、球形人造石墨包覆后(SEM圖)6資料:《包覆和摻雜對鋰離子電池石墨負(fù)極材料的影響》余小軍等,信德新材招股書,國海證券研究所1.2碳包覆主流路線:以石油基可紡瀝青為主流路線
從材料性能看,包覆石油基可紡瀝青石墨化后,克容量更高+污染小,成為主流技術(shù)路線。無定形碳包覆材料主要有瀝青、酚醛樹脂等。其中酚醛樹脂包覆層與石墨基體結(jié)合的牢固性差,包覆層容易被破壞,效果不佳,因此并非主流路線。瀝青基經(jīng)過交聯(lián)固化形成的多芳環(huán)結(jié)構(gòu)化合物與石墨材料結(jié)構(gòu)相似,
結(jié)合力強(qiáng),提高了負(fù)極材料與電解液的相容性,
防止了溶劑的共嵌入,
分解和石墨結(jié)構(gòu)剝離,
具有很高的可逆電化學(xué)容量,
提高了負(fù)極材料的首次庫侖效率和循環(huán)穩(wěn)定性。瀝青基又分為煤基可紡瀝青和石油基可紡瀝青,其石油基瀝青石墨化后克容量更高且污染排放更小,因此目前負(fù)極碳包覆以石油基可紡瀝青為主流技術(shù)路線。表:負(fù)極碳包覆材料對比負(fù)極碳包覆材料種優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)類1)環(huán)保問題嚴(yán)重:在炭化過程中,煤瀝青發(fā)生一系列復(fù)雜的熱解和縮聚反應(yīng),易揮發(fā)的輕組分在加熱過程中不斷逸出,在此過程中存在多環(huán)芳烴排放問題,這些排放物具有很高的毒性和致癌性2)石墨化后電化學(xué)克容量低1)結(jié)焦值高(揮發(fā)分含量低)2)顆粒包覆層致密瀝青——煤基瀝青——石油基
1)石墨化后克容量較煤基高(主流路線)
2)石油基瀝青的芳烴含量比煤瀝青少,因此排放物毒性較低1)結(jié)焦值低(揮發(fā)分含量高)2)顆粒包覆層不如煤基致密較單純石墨的循環(huán)性能為佳,原因在于石墨經(jīng)酚醛樹脂包覆并經(jīng)碳化處理后,在其表面包覆了一層無定形碳材料,當(dāng)作為負(fù)極材料進(jìn)行充放電時,通過在石墨表面包覆樹脂形成的保護(hù)層與石墨基體的結(jié)構(gòu)牢固性差,包減少了石墨與電解液中溶劑的反應(yīng),使得石墨的有效量不會隨充放電過
覆層在粉碎復(fù)合材料及加工成電極的過程中易受到破壞,沒能有效地阻程的進(jìn)行而減少,既保證了高的嵌入量,又降低了鋰嵌入時不可逆容量損止溶劑共嵌入和石墨層剝離失,使得碳負(fù)極材料的整體性能得到提高酚醛樹脂資料:《石油瀝青和中溫煤瀝青共炭化改性的研究》劉犇等,
《高附加值煤瀝青制備及應(yīng)用研究進(jìn)展》臧娜等,7《包覆和摻雜對鋰離子電池石墨負(fù)極材料的影響
》,信德新材回復(fù)函,國海證券研究所1.2碳包覆主流路線:以石油基可紡瀝青為主流路線
從各家選擇看,石油基是主流選擇,代表企業(yè)有信德新材、大連明強(qiáng)等;煤基只有寶化萬辰煤化工、濟(jì)寧碳素在小量試產(chǎn)、德國呂特格高軟化點(diǎn)煤系瀝青供負(fù)極材料廠家試用,效果有待市場驗(yàn)證。選擇煤基進(jìn)行生產(chǎn)的企業(yè)均為煤化工企業(yè),希望延伸優(yōu)勢至負(fù)極包覆領(lǐng)域,但目前從產(chǎn)品性能看較石油基仍有較大差距。圖:負(fù)極包覆瀝青產(chǎn)業(yè)鏈及公司情況代表企業(yè)有信德新材、大連明強(qiáng)、遼寧奧億達(dá)、遼寧潤興、新疆中碳、遼寧鴻宇、德國呂特格代表企業(yè)有德國呂特格、寶化萬辰煤化工、濟(jì)寧碳素,處于試用階段8資料:信德新材回復(fù)函,國海證券研究所1.3碳包覆添加量:天然→人造→硅基,碳包覆添加量從不足10%提升至20%
根據(jù)已有文獻(xiàn)且結(jié)合負(fù)極上市公司實(shí)際披露數(shù)據(jù),可得出天然石墨添加量在8%左右,人造石墨在11%;根據(jù)貝特瑞專利口徑,硅基負(fù)極預(yù)計在20%;鈉電硬碳負(fù)極預(yù)計在1-30%。?
文獻(xiàn)口徑:按照已有文獻(xiàn)數(shù)據(jù),天然石墨最佳添加量范圍在5%-11%之間,均值為8%;人造石墨最佳添加量范圍在6%-15%之間,均值為11%;此外,根據(jù)負(fù)極龍頭貝特瑞的專利看,硅基負(fù)極的添加比例預(yù)計在20%,鈉電硬碳負(fù)極預(yù)計在1-30%。?
公司口徑:紫宸主打高端人造石墨添加量高,在13%左右;杉杉定位中高端,添加量在10%左右;凱金及翔豐華定位中低端,添加量在5%左右。表:負(fù)極包覆瀝青添加量(根據(jù)已發(fā)表文獻(xiàn))表:負(fù)極包覆瀝青添加量(根據(jù)負(fù)極廠商披露數(shù)據(jù)測算)序號發(fā)表時間石墨材料主要引用觀點(diǎn)文獻(xiàn)負(fù)極包覆材料采購量/負(fù)極負(fù)極生產(chǎn)商江西紫宸數(shù)據(jù)2020年負(fù)極單價(萬元/噸)瀝青包覆人造石墨炭化處理工藝,馮國飛等,儲能科學(xué)與技術(shù),2019年第8卷第3期材料產(chǎn)量1201910%添加量2017年-2019年6月數(shù)據(jù),2019年《公開發(fā)行可轉(zhuǎn)換公司債券募集說明書》12.97%5.776%-8%添加量
鋰離子電池石墨負(fù)極材料的碳包覆研究,23456782015201520182011200920082008人造石墨最佳徐吉生,碩士研究生學(xué)位論文,2015年包覆處理對提高人造石墨負(fù)極材料性能的未披露(發(fā)行人2020年對杉杉股份負(fù)極包覆材料銷量/杉杉股份2020年負(fù)極材料產(chǎn)量比例為9.61%)15%添加量最佳
研究,張等,無機(jī)鹽工業(yè),2015年第47卷第8期杉杉股份凱金能源>9.61%4.96%4.27不同瀝青包覆球形天然石墨負(fù)極材料結(jié)構(gòu)9.1%添加量
和性能研究,黃健等,炭素技術(shù),2018年第2期第37卷2016年數(shù)據(jù),2017年《首次公開發(fā)行股票并在創(chuàng)業(yè)板上市招股說明書》發(fā)明專利CN102169988B-一種鋰離子電3.002.819.1%添加量池負(fù)極材料及制備方法,2011年包覆天然石墨作鋰離子電池負(fù)極材料的研天然石墨11%添加量最佳
究,鄧凌峰等,電池工業(yè)2009年第14卷第4期2019年數(shù)據(jù),2020年《首次公開發(fā)行股票并在創(chuàng)業(yè)板上市招股說明書》翔豐華貝特瑞3.74%-鋰離子電池復(fù)合炭負(fù)極材料的制備及性能研究,周友元,博士畢業(yè)論文,2008年5%添加量最佳石油瀝青包覆對石墨負(fù)極電化學(xué)性能的影未披露4.188%添加量最佳
響,楊紹斌等,電源技術(shù)研究與設(shè)計,2008年11月第32卷第11期資料:專利《硬碳材料的制備方法》貝特瑞,專利《硅基復(fù)合材料、制備方法及包含該復(fù)合材料的鋰離子電池》貝特瑞,9信德新材回復(fù)函,國海證券研究所1.3碳包覆添加量:天然→人造→硅基,碳包覆添加量從不足10%提升至20%
從工藝角度探究各材料添加量不同的核心原因:主要在于不同產(chǎn)品制備工藝中包覆材料添加次數(shù)的不同。?
天然石墨:天然石墨制備原料直接來自于天然鱗片制備的球化石墨,成本低,工藝相對簡單。天然石墨在“改性處理”一步加入負(fù)極包覆材料進(jìn)行改性,因此包覆材料添加所需環(huán)節(jié)更少,添加量相對更低。同時天然石墨主打性價比,對于包覆材料的需求較低。?
人造石墨:人造石墨綜合性能好,但成本高,生產(chǎn)工藝主要分為破碎、造粒、石墨化、包覆碳化。人造石墨通常在“造粒”以及“表面改性”兩步加入負(fù)極包覆材料進(jìn)行造粒以及改性(路線一),且部分工藝(路線二)會在“打散混合”步驟中再次加入負(fù)極包覆材料并額外進(jìn)行一步“炭化”之后進(jìn)入“篩分”步驟。同時人造石墨更加注重高綜合性能,因此需要更多負(fù)極包覆材料實(shí)現(xiàn)材料的高品質(zhì),導(dǎo)致人造石墨包覆材料添加量高于天然石墨。圖:天然石墨產(chǎn)品制備流程圖:人造石墨產(chǎn)品制備流程路線二圖:人造石墨產(chǎn)品制備流程路線一10資料:信德新材回復(fù)函,翔豐華招股書,國海證券研究所1.3碳包覆添加量:天然→人造→硅基,碳包覆添加量從不足10%提升至20%?
硅基負(fù)極類似人造石墨,對于產(chǎn)品性能高要求,因此需要更多負(fù)極包覆材料提升性能;同時制備工藝中包覆材料添加次數(shù)相對更多,因此其碳包覆添加量較高。?
硅碳負(fù)極:硅碳負(fù)極制備需要研磨、配料、篩選、石墨化等流程,包覆材料需要在配料過程中通過采用一步包覆造粒技術(shù)將納米硅與碳源按比例混合,以形成復(fù)合漿料。其中包覆結(jié)構(gòu)是在活性物質(zhì)硅表面包覆碳層,緩解硅的體積效應(yīng),增強(qiáng)其導(dǎo)電性。目前硅碳負(fù)極結(jié)構(gòu)類型主要分為單層核殼結(jié)構(gòu),多層核殼結(jié)構(gòu)及夾層結(jié)構(gòu)、嵌入結(jié)構(gòu);其主要制備工藝為溶膠
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凝膠法、高溫?zé)峤夥ā⑺疅岱?、化學(xué)氣相沉積法、機(jī)械球磨法等。?
單層核殼結(jié)構(gòu):以硅顆粒為核心,外圍包覆一層導(dǎo)電碳材料,該結(jié)構(gòu)可由溶膠
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凝膠法工藝制備。?
多層核殼結(jié)構(gòu):多層核殼結(jié)構(gòu)即通過兩層及以上的碳層包覆硅顆粒,通過多種碳層之間的協(xié)同效應(yīng)為復(fù)合材料提高良好的導(dǎo)電能力,更有效地防止硅顆粒裸露出來,該結(jié)構(gòu)目前可由高溫?zé)峤夥ㄖ苽洹?
夾層結(jié)構(gòu):如同三明治形狀一樣,利用兩片碳層將硅顆粒夾在中間。該結(jié)構(gòu)目前可由水熱法制備。?
嵌入結(jié)構(gòu):即硅顆粒均勻地嵌入在石墨、石墨烯、碳納米管等連續(xù)碳基體中,目前可由機(jī)械球磨法制備,碳源主要為瀝青。?
整體看硅碳負(fù)極目前主流制備工藝為以瀝青為碳源的機(jī)械球磨法,由于硅膨脹幅度更大,導(dǎo)致其充放電過程中更容易電極結(jié)構(gòu)損壞導(dǎo)致性能變差,因此需要消耗更多的碳包覆材料保證產(chǎn)品品質(zhì)。圖:硅碳負(fù)極嵌入式結(jié)構(gòu)圖:硅碳負(fù)極產(chǎn)品制備流程+負(fù)極包覆材料11資料:翔豐華公司公告,旺材鋰電,《包覆結(jié)構(gòu)硅碳復(fù)合鋰離子電池負(fù)極材料研究進(jìn)展》任玉杰等,國海證券研究所1.3碳包覆添加量:天然→人造→硅基,碳包覆添加量從不足10%提升至20%?
硅氧負(fù)極主流制備工藝為CVD法。硅氧負(fù)極材料是將純硅和二氧化硅合成一氧化硅,形成硅氧負(fù)極材料前驅(qū)體,然后經(jīng)粉碎、分級、表面處理、燒結(jié)、篩分、除磁等工序制備而成的負(fù)極材料。硅氧負(fù)極碳包覆工藝主要為熱解法、濕磨法、化學(xué)氣相沉積法以及高溫?zé)峤夥ǖ龋壳爸髁鞴に嚍榛瘜W(xué)氣相沉積法(CVD)。化學(xué)氣相沉積法需要以氧化亞硅/納米硅材料為核,這里的氧化亞硅一般是采用化學(xué)氣相沉積法將2~10nm的硅顆粒以及碳源(主要為乙炔)均勻分布在SiO2或納米硅的基質(zhì)中,形成碳包覆結(jié)構(gòu)。相比高溫?zé)峤夥ǘ?,CVD工藝得到的負(fù)極產(chǎn)品碳層均勻性更好同時呈現(xiàn)鱗片狀態(tài),具有一定的規(guī)則形態(tài)。?
目前常規(guī)CVD包覆法溫度一般低于1000℃,只能于顆粒表面沉積一層無定形碳,碳層疏松,包覆層對顆粒束縛能力相對較小。硅氧顆粒脫嵌鋰時體積變化巨大,包覆層極易開裂,導(dǎo)致新的SEI膜形成,隨著循環(huán)SEI膜逐漸增厚,從而引起鋰電池產(chǎn)氣嚴(yán)重、循環(huán)變差等結(jié)果。因此需要添加更多包覆材料緩解因脫嵌鋰嵌鋰體積變化導(dǎo)致的包覆層開裂。同時根據(jù)部分專利顯示,以瀝青為原材料制備硅氧負(fù)極(研磨法)需要兩次碳化包覆,第一次是在瀝青和SiO制備得到前驅(qū)體后,進(jìn)行碳化包覆形成復(fù)合中間體,第二次是在復(fù)合中間體研磨后,進(jìn)行碳化包覆,最終得到碳包覆氧化亞硅復(fù)合負(fù)極材料。因此對于硅氧負(fù)極而言,需要更多的碳包覆材料實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的優(yōu)良性能。圖:不同工藝硅氧負(fù)極產(chǎn)品對比圖:硅氧負(fù)極產(chǎn)品制備流程+負(fù)極包覆材料CVD工藝負(fù)極產(chǎn)品掃描電鏡圖硅+二氧化硅一氧化硅粉碎分級硅氧負(fù)極燒結(jié)、篩分燒結(jié)、篩分表面處理熱解法工藝負(fù)極產(chǎn)品掃描電鏡圖12資料:貝特瑞公司公告,《硅氧負(fù)極材料電化學(xué)性能改善方法研究
》劉志寬,
《一種新型的碳包覆硅氧負(fù)極材料的制備方法》國創(chuàng)新能源專利,國海證券研究1
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全球鋰電池出貨量的快速提升帶動負(fù)極碳包覆材料需求提高。我們預(yù)計2025年全球鋰電池出貨量為1859GWh,假設(shè)單GWh鋰電池負(fù)極需求為1300噸,對應(yīng)全球負(fù)極材料出貨量242萬噸,其中硅基負(fù)極出貨量為12萬噸,石墨負(fù)極出貨量230萬噸。假設(shè)硅基負(fù)極碳包覆比例為20%,石墨負(fù)極碳包覆比例為11%,因此2025年全球負(fù)極碳包覆材料需求量為27.7萬噸。根據(jù)2021年信德新材包覆材料單價,假設(shè)碳包覆材料單價為1.45萬元/噸,因此2025年其市場空間為40億元,2022年行業(yè)空間為17.3億元,2022-2025CAGR達(dá)32%。表:全球鋰電池負(fù)極材料碳包覆材料市場空間測算單位202029520215622022E8242023E111035%7632024E145531%9922025E185928%127028%425全球鋰電池出貨量GWhyoy全球動力電池出貨量yoy91%37147%566GWhGWhGWh萬噸15829135%6653%11935%19630%304全球儲能電池出貨量yoy133%12580%13965%15055%15740%162全球消費(fèi)電池出貨量yoy10816%7311%1078%5%3%全球負(fù)極出貨量碳包覆需求量351.6%0.6144189242硅基負(fù)極滲透率硅基負(fù)極出貨量石墨負(fù)極出貨量1.5%1.11.6%1.71.8%2.62.5%4.75.0%12.1229.6萬噸萬噸34.871.9105.4141.7184.4硅基負(fù)極碳包覆添加比例石墨負(fù)極碳包覆添加比例硅基負(fù)極碳包覆添加量石墨負(fù)極碳包覆添加量20%11%0.120%11%0.220%11%0.320%11%0.520%11%0.920%11%2.4萬噸萬噸3.87.911.611.91.4517.315.616.11.4523.420.321.21.4530.825.327.71.4540.1全球負(fù)極碳包覆材料需求量萬噸3.98.1碳包覆材料單價萬元/噸億元1.455.71.4511.8全球負(fù)極碳包覆材料市場空間13資料:EVTank,中科電氣公司公告,GGII,信德新材公司公告,研究院,隆眾資訊,國海證券研究所目錄二、負(fù)極碳包覆行業(yè):材料成本高占比,信德新材龍頭優(yōu)勢明顯2.1高溫負(fù)極包覆材料行業(yè)壁壘更高,核心在于原材料和生產(chǎn)工藝2.2碳包覆產(chǎn)品材料成本占比最高,上游乙烯焦油一體化實(shí)現(xiàn)降本2.3信德新材行業(yè)龍頭優(yōu)勢突出,產(chǎn)能規(guī)劃量最大142.1
高溫負(fù)極包覆材料行業(yè)壁壘更高,核心在于原材料和生產(chǎn)工藝
高溫瀝青行業(yè)壁壘更高,信德新材產(chǎn)品性能更優(yōu)。在相同軟化點(diǎn)下,采用石油基可紡瀝青技術(shù)路線生產(chǎn)出的產(chǎn)品雖然結(jié)焦值略低、灰份含量略高,但隆淋不溶物含量遠(yuǎn)低于煤基可紡瀝青產(chǎn)品,產(chǎn)品包覆效果更佳。在相同軟化點(diǎn)下的產(chǎn)品,信德新材產(chǎn)品結(jié)焦值上限普遍較高,哇啉不溶物及灰分含量均較低,相應(yīng)雜質(zhì)含量少,包覆效果越佳。同時信德新材在相同軟化點(diǎn)的負(fù)極包覆材料產(chǎn)品,其覆蓋的結(jié)焦值范圍更廣,產(chǎn)品適用范圍更廣。整體看高溫負(fù)極包覆材料包覆效果更好,行業(yè)壁壘更高,其壁壘核心在于原料選用和生產(chǎn)工藝之間的交聯(lián),過濾、氣體熔融等步驟技術(shù)難度較大;目前做高溫產(chǎn)品的廠家也在進(jìn)入中低溫產(chǎn)品,中低溫產(chǎn)品相對壁壘更低,競爭關(guān)鍵在于規(guī)?;纳a(chǎn)成本、客戶認(rèn)證、產(chǎn)業(yè)鏈合作優(yōu)勢。表:行業(yè)公司碳包覆產(chǎn)品對比產(chǎn)品類型產(chǎn)品規(guī)格(軟化點(diǎn),℃)公司名稱技術(shù)路線結(jié)焦值(%)喹啉不溶物(%)灰分(%)遼寧信德新材料科技股份有限公司遼寧鴻宇碳素石墨材料有限公司遼寧潤興新材料有限公司石油基可紡瀝青石油基可紡瀝青石油基可紡瀝青煤基可紡瀝青石油基可紡瀝青石油基可紡瀝青石油基可紡瀝青煤基可紡瀝青石油基可紡瀝青石油基可紡瀝青石油基可紡瀝青煤基可紡瀝青35.0≤結(jié)焦值≤49.939.0≤結(jié)焦值≤0.5≤1≤0.08≤0.1低溫負(fù)極包覆材料15043.0≤結(jié)焦值≤53.0未披露50.0≤結(jié)焦值≤62.049.0≤結(jié)焦值≤1≤0.1濟(jì)寧碳素集團(tuán)有限公司未披露≤0.5≤1未披露≤0.08≤0.1遼寧信德新材料科技股份有限公司遼寧鴻宇碳素石墨材料有限公司遼寧潤興新材料有限公司18020050.0≤結(jié)焦值≤60.0未披露52.0≤結(jié)焦值≤63.053.0<結(jié)焦值57.0≤結(jié)焦值≤67.0未披露≤1≤0.1濟(jì)寧碳素集團(tuán)有限公司未披露≤0.5≤1未披露≤0.08≤0.1中溫負(fù)極包覆材料遼寧信德新材料科技股份有限公司遼寧鴻宇碳素石墨材料有限公司遼寧潤興新材料有限公司未披露未披露≤0.5≤1未披露未披露≤0.08≤0.1濟(jì)寧碳素集團(tuán)有限公司遼寧信德新材料科技股份有限公司遼寧鴻宇碳素石墨材料有限公司遼寧潤興新材料有限公司石油基可紡瀝青石油基可紡瀝青石油基可紡瀝青煤基可紡瀝青63.1≤結(jié)焦值≤73.968.0<結(jié)焦值70.0≤結(jié)焦值≤80.0未披露中高溫負(fù)極包覆材料高溫負(fù)極包覆材料250280未披露未披露≤0.5未披露未披露≤0.08濟(jì)寧碳素集團(tuán)有限公司遼寧信德新材料科技股份有限公司石油基可紡瀝青74.0≤結(jié)焦值≤80.0遼寧鴻宇碳素石墨材料有限公司遼寧潤興新材料有限公司濟(jì)寧碳素集團(tuán)有限公司石油基可紡瀝青石油基可紡瀝青煤基可紡瀝青75.0<結(jié)焦值75.0≤結(jié)焦值80.0≤結(jié)焦值≤1≤1≤0.1≤0.1<0.03≥2715資料:信德新材公司公告,國海證券研究所2.1
專利分析:工藝優(yōu)化降低雜質(zhì)含量,通過乙烯焦油生產(chǎn)降本
制備工藝對比:目前碳負(fù)極包覆材料主要制備方法為固相包覆、液相包覆、氣相包覆法。固相包覆指通過固相碳源進(jìn)行包覆,液相包覆指用含碳量比較高的有機(jī)物通過噴霧干燥進(jìn)行包覆,氣相包覆指通過乙炔甲烷等用CVD法,回轉(zhuǎn)窯作為設(shè)備載體進(jìn)行包覆。從專利看,遼寧奧億達(dá)專利主要為液相包覆,新疆中碳、信德新材等公司專利主要為固相包覆。盡管液相、氣相包覆效果效果更好,但是由于其成本較高,目前行業(yè)內(nèi)以固相包覆工藝為主。同時信德新材作為行業(yè)龍頭,負(fù)極包覆材料相關(guān)專利數(shù)量最多,專利內(nèi)容主要集中在生產(chǎn)設(shè)備和制備工藝上,通過設(shè)備和工藝優(yōu)化實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品高品質(zhì)。
制備工藝優(yōu)化:根據(jù)信德新材專利,其高品質(zhì)包覆材料制備以乙烯裂解焦油為原材料,依次經(jīng)過一次蒸餾、一次聚合、空氣氧化、二次蒸餾和二次聚合,在第一次聚合反應(yīng)和氧化反應(yīng)后增加中間物的碳含量和結(jié)焦值,大大減少第二次聚合反應(yīng)的時間,降低產(chǎn)品雜質(zhì)含量。根據(jù)新疆中碳專利,需要將原料乙烯焦油預(yù)熱、通過精餾(得到軟化點(diǎn)小于200℃的瀝青)
、蒸餾(得到軟化點(diǎn)大于250℃的瀝青)
、熔融過濾最后造粒存儲得到包覆產(chǎn)品。該工藝實(shí)現(xiàn)了單釜作業(yè)和連續(xù)化生產(chǎn),解決了現(xiàn)有鋰離子電池負(fù)極包覆材料生產(chǎn)工藝復(fù)雜、成本高、喹啉不溶物含量高、灰分含量高的問題。整體看行業(yè)內(nèi)公司主要從工藝出發(fā),解決產(chǎn)品生產(chǎn)過程的交聯(lián)問題,實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn);同時都采用乙烯焦油作為原料,進(jìn)一步降低材料成本。表:負(fù)極包覆材料行業(yè)公司專利數(shù)量對比表:負(fù)極包覆材料行業(yè)主要公司專利對比專利名稱公司名稱申請時間申請公布號主要工藝專利數(shù)量與負(fù)極包覆材料相關(guān)專利數(shù)量公司名稱發(fā)明專利實(shí)用新型專利發(fā)明專利實(shí)用新型專利一種鋰離子電池負(fù)極包覆材料的連續(xù)化生產(chǎn)方法新疆中碳固相包覆法2020.11.24CN112592734A信德新材大連明強(qiáng)遼寧奧億達(dá)新疆中碳遼寧潤興遼寧鴻宇50410069030210059050一種鋰離子電池碳負(fù)極的制備方法遼寧奧億達(dá)信德新材液相包覆法固相包覆法2022.02.222020.08.14CN113097489ACN111925818A166166一種碳纖維可紡瀝青及其制備方法和應(yīng)用4416資料:信德新材公司公告,中國專利公布公告,國海證券研究所2.1
專利分析:信德新材通過設(shè)備自主研發(fā)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品高性能
從專利看,信德新材主要通過設(shè)備研發(fā)實(shí)現(xiàn)包覆材料的性能提升。1)提升產(chǎn)品收率以及降低成本:通過煙氣管道、水浴加熱裝置設(shè)計實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的均勻性以及工藝靈活性、通過自動液壓取樣等裝置實(shí)現(xiàn)成本降低。2)提升產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定性:通過磁棒檢測防夾裝置、反應(yīng)釜即時取樣器等高效檢測磁性物質(zhì),相對傳統(tǒng)工藝更加省時省力。3)產(chǎn)品軟化點(diǎn)控制:通過軟化點(diǎn)測定儀測定產(chǎn)品技術(shù)參數(shù),同時利用水流量控制設(shè)備、換熱設(shè)備以及破碎機(jī)等實(shí)現(xiàn)降溫、提升生產(chǎn)效率。公司目前在研設(shè)備及工藝專利涉及天然石墨、人造石墨、硅基負(fù)極等產(chǎn)品,技術(shù)研發(fā)較為全面。表:信德新材中高溫負(fù)極包覆材料專利情況形成的專利成果相關(guān)研發(fā)項(xiàng)目是否為核心技術(shù)對應(yīng)產(chǎn)品規(guī)格產(chǎn)品性能提升情況專利名稱可紡瀝青煙氣管道環(huán)保簡易拆裝結(jié)構(gòu)專利號XD-260產(chǎn)品提高了下游負(fù)極材料的產(chǎn)品收率;可ZL202120847263.1XD-260鋰電池硅碳負(fù)極粘結(jié)否(階段性完成)中高溫負(fù)極包覆材料(260度軟化點(diǎn))使下游硅氧材料或納米硅材料包覆的均勻性提高,劑及工藝設(shè)備的研制鋰電池包覆材料磁性物質(zhì)檢測前處理水浴加熱裝置提高了循環(huán)壽命ZL202120808852.9ZL202120861467.0可紡瀝青電機(jī)吊裝用掛繩器AS-9產(chǎn)品提高了下游負(fù)極材料的產(chǎn)品收率;降低雜質(zhì)含量,提升負(fù)極材料安全性、循環(huán)性壽命;改善了負(fù)極材料的動力學(xué)性能并提高了負(fù)極材料的高低溫性能AS-9鋰電池石墨負(fù)極顆粒表面修復(fù)材料及工藝設(shè)備的研制否(階段性完成)是(階段性完成)高溫負(fù)極包覆材料(280度軟化點(diǎn))中高溫負(fù)極包覆材料(250度軟化點(diǎn))可紡瀝青生產(chǎn)過程取樣自動液壓制樣器ZL202120810875.3ZL202120808814.3ZL202120810902.7ZL201821848917.7可紡瀝青過濾器磁棒檢測防夾裝置提高了AS-G產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)的一致性,使得下游客戶的負(fù)極材料品質(zhì)穩(wěn)定性提高;降低磁性物質(zhì)AS-G鋰電池硅碳負(fù)極顆粒表面束縛材料及工藝設(shè)備的研制含量,提高了鋰離子電池的安全性;提高了硅碳
鋰電池包覆材料可紡瀝青反應(yīng)釜即負(fù)極材料的循環(huán)性能和倍率性能時取樣器一種鋰電負(fù)極包覆材料軟化點(diǎn)測定X-7產(chǎn)品可用于制備高儲能容量和循環(huán)性能更好X-7特種鋰電池負(fù)極包覆材料工藝及自動進(jìn)料設(shè)備的研制一種異物去除裝置一種碳纖維瀝青異物監(jiān)測儀一種碳纖維可紡瀝青及其制備方法和應(yīng)用一種循環(huán)水流量控制分配系統(tǒng)瀝青專用換熱設(shè)備一種片狀物料震蕩破碎機(jī)一種碳纖維可紡瀝青及其制備方法和應(yīng)用ZL201821925517.1ZL201821934532.2是是高溫負(fù)極包覆材料(280度軟化點(diǎn))
的硅基負(fù)極材料,提高了下游負(fù)極材料的穩(wěn)定性,以及負(fù)極材料純度ZL202010820015.8ZL201821925511.4ZL201821925519.0T-1產(chǎn)品提高了負(fù)極包覆材料核心指標(biāo)的控制精高溫負(fù)極包覆材料(280度軟化點(diǎn))
度,提高了下游負(fù)極材料穩(wěn)定性;拓寬下游負(fù)極材料工藝區(qū)間,使得高性能負(fù)極材料更易制得T-1高碳質(zhì)鋰電池負(fù)極包覆材料工藝及反應(yīng)設(shè)備的研制ZL201821927520.7ZL202010820015.817資料:信德新材公司公告,國海證券研究所2.1
專利分析:新疆中碳設(shè)備專利覆蓋生產(chǎn)全流程
從新疆中碳設(shè)備專利看,其設(shè)備設(shè)計基本覆蓋生產(chǎn)全流程,主要目的是實(shí)現(xiàn)成熟化的低成本工藝+可控的高品質(zhì)產(chǎn)品。1)產(chǎn)品品質(zhì)提升:通過除磁設(shè)備減少磁性物質(zhì),減少雜質(zhì)產(chǎn)生;同時通過減少瀝青反混提高瀝青質(zhì)量。2)生產(chǎn)效率提高:通過攪拌、研磨、儲存、原料進(jìn)料、分離、導(dǎo)熱等生產(chǎn)裝置的重新設(shè)計,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的提高。3)生產(chǎn)成本降低:通過對污水、余熱的重新有效利用,實(shí)現(xiàn)綜合生產(chǎn)成本的降低。表:新疆中碳包覆材料生產(chǎn)設(shè)備專利情況(截至2022年12月)專利名稱申請日授權(quán)公告號主要內(nèi)容一種微波加熱一體式反應(yīng)釜反應(yīng)過程中能夠?qū)Ω邷貭顟B(tài)下的溫度進(jìn)行控制,大大減少反應(yīng)時間,減少釜壁結(jié)焦的現(xiàn)象發(fā)生2014.03.21CN203816620
U一種真空系統(tǒng)冷凝物排出裝置瀝青用真空緩沖罐將真空系統(tǒng)內(nèi)的冷凝物排除,避免真空系統(tǒng)管道堵塞防止輕組分在真空機(jī)組凝結(jié),清理方便快捷,使用方便可靠2014.03.242014.03.20CN203816588
UCN203819802
U瀝青內(nèi)置加熱反應(yīng)釜解決瀝青攪拌加熱反應(yīng)過程中瀝青返混的現(xiàn)象,大大提高了瀝青的質(zhì)量2014.03.20CN203816608
U用于高軟化點(diǎn)瀝青的分離裝置一種兩段式攪拌裝置最大可能的分離出輕組分,得到重組分,大大提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率保證傳質(zhì)傳熱效果下,減少了返混現(xiàn)象2014.03.242014.03.21CN203820710
UCN203816539
U對噴淋后的污水進(jìn)行處理,并輸送至噴淋機(jī)構(gòu)繼續(xù)使用,從而提高水的利用率,進(jìn)而降低尾氣冷凝凈化的成瀝青生產(chǎn)用冷凝裝置2022.03.222021.08.232022.03.22CN216954111
UCN215612321
UCN216972437
U本有效地對乙烯焦油中磁性物質(zhì)進(jìn)行清除,使生產(chǎn)出的高軟化點(diǎn)包覆瀝青中的磁性物質(zhì)含量減到最小,除磁效果好一種用于清除乙烯焦油中磁性物質(zhì)的除磁箱瀝青熔化罐對尾氣中的余熱進(jìn)行利用,一方面可以對熔化罐本體進(jìn)行保溫,另一方面還可以節(jié)約能源,減少能源的浪費(fèi)對儲存的瀝青進(jìn)行保溫,防止儲存的瀝青由于溫度降低而導(dǎo)致流動性降低情況,這樣降低了瀝青生產(chǎn)過程中的熱量浪費(fèi),降低了生產(chǎn)成本瀝青生產(chǎn)用余熱利用設(shè)備2022.03.31CN216808700
U瀝青生產(chǎn)用導(dǎo)熱油爐瀝青的受熱更加均勻,提高了加熱效率,同時避免了油管被瀝青粘附,難以清理的情況防止乙烯焦油溫度過低而凝固,提高了除磁效率,改善了除磁效果2022.03.312021.08.232022.03.312022.03.22CN216897831
UCN215586772
UCN217248330
UCN216964771
U一種用于清除乙烯焦油油罐及管道中殘留磁性物質(zhì)的裝置瀝青生產(chǎn)用攪拌裝置周期性的將攪拌塔底部的瀝青翻動,進(jìn)而避免瀝青粘附在攪拌塔的底部間歇性的控制送料輸送線向研磨單元輸送原料,從而避免原料堆積降低研磨效率瀝青生產(chǎn)用研磨設(shè)備將粘附在儲存塔側(cè)壁上的瀝青刮除,使瀝青掉落,并跟隨下方的瀝青一同從出料口處排出,防止瀝青在堆積在儲存塔的側(cè)壁上瀝青生產(chǎn)用儲存設(shè)備2022.03.312022.03.31CN217049977
UCN216862744
U瀝青生產(chǎn)用原料進(jìn)料裝置通過打散機(jī)構(gòu)將結(jié)塊成團(tuán)的原料打散,使后續(xù)篩分原料的效率提高18資料:中國專利公布公告,國海證券研究所2.2
碳包覆產(chǎn)品材料成本占比最高,上游乙烯焦油一體化實(shí)現(xiàn)降本
信德新材碳包覆材料制備工藝流程:由原料混合器在常溫密閉下攪拌混合,并在密閉條件下,將原料熔融,經(jīng)過濾器過濾,進(jìn)入反應(yīng)釜,進(jìn)行閃蒸,提煉出的非目標(biāo)產(chǎn)物組分經(jīng)換熱器冷卻,收集得副產(chǎn)品橡膠增塑劑;經(jīng)過閃蒸后的物料由泵轉(zhuǎn)入過濾器過濾后進(jìn)入反應(yīng)釜進(jìn)行氣提,氣提后的物料經(jīng)交聯(lián)縮合及沉降分離后得到粗負(fù)極包覆材料,氣提出的非目標(biāo)產(chǎn)物組分經(jīng)換熱器冷卻得到副產(chǎn)品橡膠增塑劑。粗負(fù)極包覆材料經(jīng)進(jìn)一步精制純化并檢驗(yàn)合格后成型進(jìn)入成品料倉,最后將料倉中成品負(fù)極包覆材料包裝入庫。
瀝青包覆材料主要原料為古馬隆樹脂,可通過采購乙烯焦油外包加工模式降本。以信德新材為例,其碳包覆材料主要原材料為古馬隆樹脂,2021年公司古馬隆樹脂采購平均單價為3432.67元/噸;從公司負(fù)極包覆材料業(yè)務(wù)成本看,材料成本占比70%+,因此材料降本是公司的發(fā)展訴求。由于古馬隆樹脂可由乙烯焦油制備,1單位乙烯焦油可分解為0.6單位的古馬隆樹脂以及0.4單位的裂解萘餾分;因此公司采購乙烯焦油,通過代加工方式實(shí)現(xiàn)上游一體化。表:信德新材包覆材料業(yè)務(wù)成本拆分圖:信德新材包覆材料制備工藝2021年度2020年度金額
占比13,032.15
73.23%
7,672.31
71.14%
6,373.88
80.32%2019年度單位:萬元金額占比金額
占比直接材料委托加工費(fèi)直接人工制造費(fèi)用運(yùn)費(fèi)654.64617.533.68%3.47%----346.33.21%377.94.76%2,169.09
12.19%
1,737.06
16.11%
1,184.10
14.92%1,322.45
7.43%
1,028.70
9.54%17,795.86
100.00%
10,784.36
100.00%
7,935.88
100.00%--合計19資料:信德新材公司公告,國海證券研究所2.2
成本拆分:上游一體化后單噸凈利潤提升
17%
信德新材上游一體化可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品單噸凈利提高17%。信德新材募投年產(chǎn)3萬噸碳材料產(chǎn)業(yè)化升級項(xiàng)目,主要采用乙烯焦油制備負(fù)極包覆材料實(shí)現(xiàn)上游一體化實(shí)現(xiàn)成本降低。與傳統(tǒng)工藝相比,除了生產(chǎn)工藝的前段有所區(qū)別外,自負(fù)極包覆材料生產(chǎn)車間之后的生產(chǎn)工藝基本一致。根據(jù)信德新材2021年的數(shù)據(jù),公司產(chǎn)品平均單價為14541元/噸,單噸毛利為6713元,單噸凈利為5278元。如果公司所有產(chǎn)品工藝均使用募投項(xiàng)目工藝,由于使用乙烯焦油作為原料,對應(yīng)古馬隆樹脂的監(jiān)測、投料費(fèi)用降低,因此假設(shè)其單位人工降低30%,單位運(yùn)費(fèi)降低300元。根據(jù)公司披露的天然氣以及電力消耗量,可得目前公司單噸能耗費(fèi)用為539元,新工藝由于缺少樹脂環(huán)節(jié),預(yù)計能耗大幅降低,假設(shè)其降低幅度為60%,其他制造費(fèi)用假設(shè)降低10%,對應(yīng)單噸綜合制造費(fèi)用降低38%。因此根據(jù)以上假設(shè),預(yù)計公司全面一體化后,單噸毛利可提升14%,單噸凈利可提升17%。目前公司采用乙烯焦油代工模式,通過乙烯焦油副產(chǎn)品對沖樹脂價格波動風(fēng)險,但是該模式對于公司單噸盈利提升幅度較小;隨著公司新募投項(xiàng)目的產(chǎn)能釋放,預(yù)計將實(shí)現(xiàn)單噸凈利的快速提高。表:信德新材包覆材料現(xiàn)有產(chǎn)品與一體化后產(chǎn)品單噸盈利對比(單位:元/噸)圖:信德新材乙烯重油制備負(fù)極包覆材料流程原材料為古馬隆樹脂平均單價2021年14541.415732.49287.96原材料為乙烯焦油平均單價2021年14541.415848.860.00變動幅度0.00%單位材料單位材料2.03%單位委托加工費(fèi)單位人工單位委托加工費(fèi)單位人工-100.00%-30.00%-38.25%-51.57%13.67%17.39%271.64190.15589.15281.717631.546196.53單位制造費(fèi)用單位運(yùn)費(fèi)954.13單位制造費(fèi)用單位運(yùn)費(fèi)581.71單噸毛利6713.485278.47單噸毛利單噸凈利單噸凈利20資料:信德新材公司公告,國海證券研究所2.3
信德新材行業(yè)龍頭優(yōu)勢突出,產(chǎn)能規(guī)劃量最大
目前碳包覆材料行業(yè)規(guī)劃產(chǎn)能為19.4萬噸,2021年行業(yè)產(chǎn)能為6.9萬噸,預(yù)計2023年達(dá)到12.5萬噸。由于碳包覆材料行業(yè)規(guī)模較小,客戶導(dǎo)入周期較長等因素,因此國內(nèi)相關(guān)廠家數(shù)量較少。從產(chǎn)能看,目前國內(nèi)信德新材,新疆中碳,大連明強(qiáng)等產(chǎn)能相對較高,分別為2.5/1.0/0.5萬噸。目前信德新材、遼寧奧億達(dá)、遼寧鴻宇、遼寧潤興、大連中天在未來有進(jìn)一步的產(chǎn)能新建以及釋放計劃,行業(yè)整體處于積極擴(kuò)產(chǎn)階段。
競爭格局:信德新材行業(yè)龍頭地位優(yōu)勢突出。根據(jù)信德新材招股書,從銷售量看,2020年公司在負(fù)極包覆材料行業(yè)的市場占有率在
27%-39%之間,為行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)。從供給側(cè)看,2021年公司產(chǎn)能在行業(yè)中占比為36.2%,2023年產(chǎn)能市占率預(yù)計為37%,因此供需兩個角度看信德新材為行業(yè)龍頭。除信德新材外,其他國內(nèi)公司為非上市公司,收入數(shù)據(jù)較難獲得。因此從供給角度判斷,2021年新疆中碳、遼寧潤興為行業(yè)頭部企業(yè),隨著遼寧奧億達(dá)的規(guī)劃產(chǎn)能釋放,2023年遼寧奧億達(dá)市占率也將大幅提升。相較其他公司,信德新材客戶、成本、技術(shù)優(yōu)勢更加突出,預(yù)計未來將持續(xù)保持龍頭地位。表:2021-2023年國內(nèi)包覆材料產(chǎn)能及市占率預(yù)測單位:噸信德新材大連明強(qiáng)新疆中碳遼寧奧億達(dá)遼寧鴻宇寶化萬辰濟(jì)寧碳素遼寧潤興德國呂特格大連中天產(chǎn)能合計規(guī)劃產(chǎn)能55,0005,0002021A25,0005,00010,0005,0003,0005,0001,00010,0005,00002022E28,7505,00010,00010,0003,0005,0001,00020,0005,00002023E46,2505,0002021年產(chǎn)能市占率36.2%7.2%2022年產(chǎn)能市占率32.8%5.7%2023年產(chǎn)能市占率37.0%4.0%技術(shù)路線石油基可紡瀝青石油基可紡瀝青石油基可紡瀝青石油基可紡瀝青石油基可紡瀝青煤基可紡瀝青10,00025,00013,0005,00010,00020,0006,75014.5%7.2%11.4%11.4%3.4%8.0%16.0%5.4%4.3%5,0007.2%5.7%4.0%1,0001,0001.4%1.1%0.8%煤基可紡瀝青25,0005,00025,0005,00014.5%7.2%22.8%5.7%20.0%4.0%石油基可紡瀝青煤基/石油基可紡瀝青石油基可紡瀝青50,000194,0001,0000.0%0.0%0.8%69,00087,750125,000100.0%100.0%100.0%21資料:信德新材公司公告,遼寧奧億達(dá)、遼寧鴻宇、大連中天環(huán)評,國海證券研究所目錄三、瀝青基碳纖維:高行業(yè)壁壘,國內(nèi)仍處于產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期3.1產(chǎn)品概況:熱導(dǎo)率和模量相對PAN碳纖維更高,目前國內(nèi)處于產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期3.2制備工藝:加工工藝復(fù)雜,高性能產(chǎn)品制備核心在于瀝青調(diào)制,材料+制造成本占比較高3.3發(fā)展情況:國外公司主導(dǎo),2021年全球?yàn)r青基碳纖維市場空間預(yù)計為25億元3.4信德新材:從上游向下游擴(kuò)展,瀝青基碳纖維產(chǎn)品先發(fā)布局民用方向223.1瀝青基碳纖維概況:熱導(dǎo)率和模量更高,目前國內(nèi)處于產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期
碳纖維是一種含碳量在90%以上的碳主鏈結(jié)構(gòu)無機(jī)纖維,通過高溫分解法去除除碳以外絕大多數(shù)元素,由有機(jī)纖維(聚丙烯腈基(PAN)、瀝青基、粘膠基纖維等)在1000℃高溫以上的惰性氣體中裂解碳化制成,其中全球90%以上的碳纖維是由PAN制成。碳纖維具有出色的力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性,強(qiáng)度強(qiáng)度約為鋼的10倍)、模量高、密度?。芏葹殇摰?/5、鋁合金的1/2)造就其輕量化的特點(diǎn)。除此之外,碳纖維還具備耐腐蝕、耐疲勞、熱膨脹系數(shù)小、耐高溫、電及熱導(dǎo)性高等特點(diǎn)。碳纖維按照原絲類型可分為三類:?
瀝青基碳纖維:以瀝青為原料,提高瀝青的使用價值,尺寸穩(wěn)定性好。瀝青基碳纖維與氰酸酯樹脂制成的復(fù)合材料熱膨脹系數(shù)小,可以用作人造衛(wèi)星材料或其他精密材料;?
粘膠基碳纖維:由含纖維素的粘膠纖維組成,石墨化程度低、導(dǎo)熱系數(shù)小,適合作為隔熱材料;?
聚丙烯腈基碳纖維:以聚丙烯腈(PAN)為原料,是所有碳纖維中用途廣、用量大、性能好的品種。聚丙烯腈碳纖維占據(jù)主流地位。
瀝青基碳纖維是指以瀝青等富含稠環(huán)芳烴的物質(zhì)為原料,通過聚合、紡絲、不熔化、碳化處理制備的一類碳纖維,按其性能的差異又分為通用級瀝青碳纖維和高性能瀝青碳纖維,前者由各向同性瀝青制備,又稱各向同性瀝青級碳纖維,后者由中間相瀝青出發(fā)制備,故又稱為中間相瀝青級碳纖維。從性能上看,瀝青基碳纖維相比PAN基碳纖維熱膨脹系數(shù)低、碳化收率高、耐沖擊性能好、熱導(dǎo)率高,但是其強(qiáng)度低于PAN基碳纖維。同時從制備工藝上看,瀝青基碳纖維產(chǎn)品核心設(shè)備部分仍需進(jìn)口,同時原材料可紡瀝青目前國內(nèi)仍處于技術(shù)突破期,還沒有實(shí)現(xiàn)技術(shù)的全面突破,形成大規(guī)模的量產(chǎn)能力。以上條件限制了瀝青基碳纖維在我國的應(yīng)用與發(fā)展,隨著瀝青基碳纖維強(qiáng)度提高以及規(guī)?;芰ζ饋硪院螅磥砥鋺?yīng)用空間有望快速打開。表:瀝青基碳纖維與PAN基碳纖維產(chǎn)品性能對比碳纖維類型PAN基碳纖維瀝青基碳纖維拉伸強(qiáng)度(GPa)2.5-7斷裂伸長率(%)0.6-2.5拉伸模量(GPa)250-400碳化收率50%熱膨脹系數(shù)(k)-1.1×10-61.5-3.50.3-1.9200-800>70%-1.5×10-623資料:鑫材泰克,百度百科,常任新材料,《瀝青基碳纖維制備研究進(jìn)展》賀文晉等,國海證券研究所3.2
瀝青基碳纖維制備工藝復(fù)雜
PAN基碳纖維制備整體上與瀝青基碳纖維制備相近,兩者最大區(qū)別在于瀝青基碳纖維盡管原料廣泛,但是由于需要進(jìn)行瀝青調(diào)制才可以進(jìn)行紡絲處理,因此需要特定瀝青調(diào)制工藝。目前國內(nèi)纖維可紡瀝青生產(chǎn)商產(chǎn)品多用于生產(chǎn)壁壘較低的通用型碳纖維,因此中間相瀝青纖維原材料在國內(nèi)存在較大空白,相關(guān)負(fù)極包覆材料公司如信德新材等開始布局該類產(chǎn)品。
瀝青基碳纖維制備工藝主要包括可紡瀝青的調(diào)制、熔融紡絲、預(yù)氧化、碳化及石墨化四步工序,以下工藝以高性能瀝青基碳纖維為例:?
可紡瀝青的調(diào)制:瀝青調(diào)制是其制備的關(guān)鍵步驟,要求其中間相瀝青具有高度各向異性同時具有良好紡絲性。?
熔融紡絲:瀝青基碳纖維紡絲過程是初始纖維制備過程,是制備高性能碳纖維的重要基礎(chǔ)。紡絲工藝的好壞可以直接決定碳纖維的性能。瀝青紡絲通常用方法有氮壓式熔融紡絲和螺桿擠壓式熔融紡絲。熔融紡絲過程中,影響中間相瀝青液晶分子排列的主要因素有紡絲溫度、噴絲頭的形狀及長徑比、紡絲壓力、卷繞筒速度。?
預(yù)氧化:預(yù)氧化反應(yīng)中羰基和苯氧基的相互交聯(lián)作用有效提高了碳纖維的軟化點(diǎn),欲提高碳纖維的性能,應(yīng)調(diào)整預(yù)氧化反應(yīng)條件使瀝青纖維充分預(yù)氧化。預(yù)氧化溫度、纖維與氧氣的接觸時間是影響該工藝的關(guān)鍵因素。?
碳化及石墨化:碳化是在
1800
℃以下進(jìn)行,石墨化則是在
2000~3000
℃
高溫下進(jìn)行,該步工藝可以有效提高碳纖維的力學(xué)性能。碳化最終使瀝青纖維中碳元素含量增加,形成大片層排列的亂層石墨結(jié)構(gòu)。石墨化過程是為了促使碳化纖維石墨網(wǎng)層進(jìn)一步完善,提高纖維綜合性能。圖:PAN基碳纖維制備工藝水溶劑聚丙烯腈(PAN)紡絲PAN原絲預(yù)氧化處理炭化表面處理碳纖維油劑聚氧化乙烯圖:煤瀝青基碳纖維制備工藝350度縮聚反應(yīng)1200度張力處理經(jīng)過濾凈化原料瀝青的調(diào)制粗煤焦油紡絲前驅(qū)體紡絲工藝預(yù)氧化處理炭化高溫輕質(zhì)析出炭化——石墨化過程瀝青碳基纖維核心步驟石墨化資料券研究所:《瀝青基碳纖維制備研究進(jìn)展》賀文晉等,《中間相瀝青基碳纖維的結(jié)構(gòu)調(diào)控與性能研究》臧傳起,信德新材公司公告,國海證243.2
高性能瀝青碳基纖維制備更難,核心環(huán)節(jié)在于瀝青調(diào)制
通用級基碳纖維相對制備工藝更加成熟,而高性能瀝青碳基纖維制備更加復(fù)雜,核心工藝技術(shù)被海外企業(yè)掌握。目前日本和美國掌握了成熟的中間相瀝青制備技術(shù),日本的高純可紡萘基中間相瀝青和美國的石油基可紡中間相瀝青均處于世界領(lǐng)先地位,我國現(xiàn)有中間相瀝青大規(guī)模制備工藝得到的產(chǎn)品品質(zhì)相對國外仍有差距。同時國內(nèi)熔融紡絲工藝目前仍處于實(shí)驗(yàn)室階段,距離低成本的規(guī)?;a(chǎn)工藝還有一定時間。表:通用級和高性能基碳纖維制備工藝對比瀝青基碳纖維類型可紡瀝青的調(diào)制熔融紡絲預(yù)氧化處理炭化及石墨化各向同性瀝青的制備方法包括減壓攪各向同性瀝青纖維屬于難石墨化碳,一拌熱縮聚法、刮膜蒸發(fā)器法、空氣鼓
技術(shù)已經(jīng)比較成熟,主要包括離心法、
增大通氧量可以有效抑制纖維粘結(jié),般只進(jìn)行炭化處理,其炭化過程是指瀝入氧化法、硫化法等。制備本質(zhì)是在
擠壓式紡絲法和噴吹法,目前離心紡絲
促進(jìn)纖維充分氧化。對苯二酚的加
青纖維在℃以下發(fā)生脫氫、脫甲1800通用級瀝青基碳纖維
熱解反應(yīng)過程中,體系發(fā)生脫氫、交
和擠壓式法紡絲在日本吳羽化學(xué)公司和
入可以使瀝青纖維在較為緩和的條
烷、縮聚以及交聯(lián)等反應(yīng),分子進(jìn)一步聯(lián)、縮合等反應(yīng),除去瀝青中的輕組
大版瓦斯化學(xué)公司等早已實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,件
較低溫度和較短時間
下充分預(yù)氧
縮聚,纖維碳含量提高,單絲的拉伸強(qiáng)()分,形成高軟化點(diǎn)縮合物,同時抑制
國內(nèi)主要以離心紡絲為主各向異性結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生化,進(jìn)而提高了碳纖維的性能度增強(qiáng),進(jìn)而使得瀝青纖維的力學(xué)性能提高中間相瀝青纖維屬于易石墨化碳,其炭化過程與各向同性瀝青纖維的炭化是相似的,石墨化一般用于中間相瀝青基碳制備關(guān)鍵在于可紡性中間相瀝青的制相對各向同性瀝青,中間相瀝青的紡絲備,要求中間相瀝青即具有高度各向異性,又具有良好的紡絲性,因此,溫度高,且易氧化,拉伸細(xì)化過程中易斷裂,因此,需要優(yōu)化紡絲工藝條件。中間相瀝青在熔融紡絲過程中形成的纖維結(jié)構(gòu)對最終碳纖維的性能起到?jīng)Q定性作用,影響熔紡纖維結(jié)構(gòu)的因素包括紡絲溫度、壓力、拉伸速率、濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)、??诔叽绲群饬恐虚g相瀝青纖維預(yù)氧化程度的
纖維的制備。影響中間相瀝青基碳纖維重要指標(biāo)是氧化增重量,影響氧化
力學(xué)性能的關(guān)鍵因素是其微晶結(jié)構(gòu)取向增重過程的因素主要包括氧化劑種
度和微晶尺寸。在石墨化過程中,隨著類、升溫速率、氧化終溫、恒溫時
溫度升高,中間相瀝青纖維的無序微晶必須選擇合適的中間相瀝青制備方法。高性能瀝青基碳纖維
中間相瀝青制備的本質(zhì)是在熱解過程中,體系發(fā)生裂解、脫氫、縮合等一系列反應(yīng),形成相對分子質(zhì)量在間、纖維直徑等結(jié)構(gòu)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槿∠蚨雀叩挠行蚴Y(jié)構(gòu),分子層間距減小,分子堆積高度和相對分子尺寸增大,晶格缺陷減少,表現(xiàn)為碳纖維的力學(xué)性能提高之間的具有各向異性結(jié)構(gòu)的370~2000向列型液晶物質(zhì)25資料:《瀝青基碳纖維制備及應(yīng)用研究進(jìn)展》張亞東等,國海證券研究所3.2
中間相瀝青基碳纖維主要成本為直接材料
+制造成本
我們根據(jù)遼寧諾科的環(huán)評數(shù)據(jù),測算其產(chǎn)品的單噸成本及毛利。目前中間相碳纖維主要材料為中間相瀝青以及碳酸氫鈉、聚乙烯醇,假設(shè)中間相瀝青單噸價格100萬元,瀝青與產(chǎn)成品投入產(chǎn)出比為27:20,其材料單噸成本為135萬元,占比58%。假設(shè)人員月工資6000元,總?cè)藛T36人,單位人工成本為13萬元/噸;能耗主要為水、電、氬氣、氮?dú)?,根?jù)測算單位能耗成本為27.4萬元/噸,占比12%。折舊按照設(shè)備折舊期10年,單位折舊成本為57.1萬元/噸,占比25%。相較PAN基相關(guān)產(chǎn)品,其材料成本占比更高,主要由于中間相瀝青制備復(fù)雜,國內(nèi)產(chǎn)量較低。同時瀝青基碳纖維核心設(shè)備功率較高,因此其能耗成本較大。我們假設(shè)中間相碳纖維單價為1000萬元/噸,其毛利率可達(dá)到77%,高于目前光威復(fù)材的碳纖維產(chǎn)品毛利率70%,所以中間相瀝青基碳纖維價值量相對盈利能力更高。表:遼寧諾科中間相瀝青基碳纖維單條產(chǎn)線所需核心設(shè)備工藝設(shè)備螺桿式熔融紡絲機(jī)氧化爐數(shù)量功率55kw225kw紡絲工藝氧化工藝套臺12碳化工藝低溫碳化爐、高溫碳化爐石墨化爐各
臺、195kw
180kw石墨化工藝臺1380kw表:中間相瀝青基碳纖維成本構(gòu)成及毛利情況表:
光威復(fù)材碳纖維及織物產(chǎn)品成本構(gòu)成及毛利情況中間相瀝青基碳纖維材料成本能耗成本人工成本折舊成本毛利單位萬元/噸萬元/噸萬元/噸萬元/噸萬元/噸%數(shù)值135.027.4成本占比58.09%11.79%5.58%碳纖維及織物直接材料直接人工制造費(fèi)用毛利單位萬元/噸萬元/噸萬元/噸萬元/噸%數(shù)值4.2成本占比20.23%13.30%66.47%2.813.013.948.870.05%57.124.55%767.676.76%毛利率毛利率26資料:遼寧諾科環(huán)評,Wind,光威復(fù)材公司公告,國海證券研究所3.3
瀝青碳基纖維國外主導(dǎo),國內(nèi)公司積極布局研發(fā)
根據(jù)信德新材招股書,瀝青基碳纖維主要生產(chǎn)廠商為日本廠商,如日本吳羽(Kureha)化學(xué)工業(yè)株式會社、日本東麗(Toray)株式會社、三菱樹脂株式會社等,國內(nèi)碳纖維生產(chǎn)廠商主要為鞍山塞諾達(dá)碳纖維有限公司等公司,但國內(nèi)外廠商產(chǎn)能基本都在百噸級別,產(chǎn)能規(guī)模較小,且極為分散,下游需求暫不穩(wěn)定。從產(chǎn)能看,湖南東邦以及鞍山賽諾達(dá)產(chǎn)能最高,年產(chǎn)能突破百噸,其他公司產(chǎn)能布局較小。從各家產(chǎn)品類型看,高性能瀝青纖維是大多數(shù)公司在研或者已經(jīng)推出的產(chǎn)品,主要因?yàn)槠湎鄬r值更高,應(yīng)用廣泛。從公司類型看,部分公司如遼寧諾科,掌握瀝青碳基纖維全流程工藝,擁有完全自主產(chǎn)權(quán),而像信德新材等公司過去主要做可紡瀝青,為瀝青碳基纖維上游,目前通過上游材料優(yōu)勢進(jìn)軍下游市場。整體看國內(nèi)公司瀝青碳基纖維實(shí)現(xiàn)規(guī)模化出貨較少,對標(biāo)國外公司,技術(shù)和產(chǎn)能、成本差距較大。隨著產(chǎn)業(yè)技術(shù)突破以及下游應(yīng)用的快速推進(jìn),預(yù)計行業(yè)未來將迎來較快成長。表:國內(nèi)瀝青基碳纖維主要公司情況公司名稱主要產(chǎn)品及發(fā)展情況截至2022年底產(chǎn)能(噸/年)遼寧諾科中間相瀝青基碳纖維,包括連續(xù)纖維、研磨碳纖維、短切碳纖維20湖南東邦天策科技瀝青基碳纖維短切纖維、短纖、固化氈筒、無紡網(wǎng)氈、無紡針刺軟氈、針刺復(fù)合氈、針刺固化氈50060高碳系列、高模系列、高導(dǎo)熱系列等系列產(chǎn)品,開發(fā)短切纖維、預(yù)浸料、樹脂基復(fù)材以及碳
碳、碳陶復(fù)材/等下游應(yīng)用湖南東映鞍山塞諾達(dá)寶武碳業(yè)中間相瀝青纖維20200-通用瀝青纖維、中間相瀝青纖維在研通用瀝青纖維、中間相瀝青纖維信德新材先能科創(chuàng)遼寧奧億達(dá)濟(jì)寧碳素在研中間相瀝青纖維、瀝青基炭纖維氈、瀝青基碳纖維膜中間相瀝青基碳纖維中試成功--瀝青基碳纖維軟氈、硬質(zhì)瀝青基碳纖維隔熱材料通用瀝青纖維、中間相瀝青纖維-2027資料:信德新材招股說明書,各公司官網(wǎng),鞍山環(huán)境環(huán)保局,新疆維吾爾人民政府,國海證券研究所3.32021年全球?yàn)r青基碳纖維市場空間預(yù)計為25億元
瀝青基碳纖維目前應(yīng)用場景較少,主要可用在軍事及航空航天領(lǐng)域。根據(jù)賽奧碳纖維技術(shù)的數(shù)據(jù),2021年國內(nèi)中國碳纖維的總需求為62,379噸,對比2020年的48,851噸,同比+27.7%。其中風(fēng)電葉片、體育休閑、碳碳復(fù)材、壓力容器是目前國內(nèi)主要的碳纖維應(yīng)用領(lǐng)域。而瀝青基碳纖維由于成本較高、強(qiáng)度較低、制備復(fù)雜等原因目前在國內(nèi)應(yīng)用較少。其中中間相瀝青基碳纖維具有超高模量、超高導(dǎo)熱及導(dǎo)電性的性能,可應(yīng)用在航空航天、火箭噴嘴、飛行器高剛度面板、飛行器電磁屏蔽防護(hù)系統(tǒng)等重要部位:也可用于機(jī)器人手臂、電子產(chǎn)品熱管理、LED熱管理等領(lǐng)域。而通用級瀝青基碳纖維由于技術(shù)更加成熟,成本相對更低,主要應(yīng)用在民用領(lǐng)域居多,如高爾夫球桿、釣魚竿、自行車架、球拍等,以及可以與其他材料復(fù)合制作成建筑材料。根據(jù)信德新材招股書,2021年國內(nèi)瀝青基碳纖維市場空間為6.4億元,市場仍處于發(fā)展初期。
據(jù)測算2021年全球?yàn)r青基碳纖維行業(yè)規(guī)模為25億元。我們假設(shè)其主要應(yīng)用在軍用飛機(jī)以及航天市場,價值量分別為10000、15000元/kg,滲透率為7%/9%,預(yù)計對應(yīng)行業(yè)規(guī)模為18.2/4.1億元,該部分市場主要使用的是中間相即高性能瀝青碳基纖維。除此以外,碳碳復(fù)材以及電子電氣領(lǐng)域同樣需要應(yīng)用高性能碳基纖維,對應(yīng)規(guī)模為0.5/0.1億元。而民用市場主要為通用級瀝青基碳纖維,對應(yīng)下游應(yīng)用主要是體育器材以及建筑材料,預(yù)計對應(yīng)市場規(guī)模1.6/0.3億元。未來隨著行業(yè)工藝成熟、成本降低、下游場景不斷拓展到更多民用領(lǐng)域如電池電極、汽車復(fù)材等,行業(yè)規(guī)模將進(jìn)一步提高。表:2021年全球?yàn)r青基碳纖維市場空間測算碳纖維需求量(噸)瀝青基碳纖維滲透率瀝青基碳纖維需求量(噸)單價(元/kg)1000015000200市場空間(億元)瀝青基碳纖維類型高性能軍用飛機(jī)航天市場高爾夫球桿釣魚竿26003007%9%5%5%5%5%2%2%3%1822718.204.050.410.650.360.210.510.120.2524.76高性能41006500360021008500200042003390020532518010512830通用級200通用級自行車200通用級球拍200通用級碳碳復(fù)材電子電氣建筑材料合計400高性能400高性能1261308200通用級28資《從國產(chǎn)碳纖維的處境談碳纖維“全產(chǎn)業(yè)鏈”——五論國產(chǎn)碳纖維產(chǎn)業(yè)化之路》沈真,賽奧碳纖維技術(shù),國海證券研究所3.4
信德新材:瀝青基碳纖維產(chǎn)品先發(fā)布局民用方向
公司瀝青基碳纖維產(chǎn)品:目前公司生產(chǎn)的負(fù)極包覆材料不僅可以作為包覆劑和粘結(jié)劑用于鋰電池負(fù)極材料的生產(chǎn)加工,還可以通過專有工藝制成碳纖維可紡瀝青,經(jīng)過紡絲、碳化等生產(chǎn)工藝處理后,得到瀝青基碳纖維產(chǎn)品,公司子公司大連信德新材料主要負(fù)責(zé)該業(yè)務(wù)。公司2021年碳纖維可紡瀝青銷售額48.67萬元,市占率1%以下,未來仍有較大提升空間。公司2020年底碳纖維可紡瀝青產(chǎn)能5000噸,募投項(xiàng)目規(guī)劃6677噸產(chǎn)能。
研究進(jìn)展及布局:根據(jù)公司
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