导电炭黑国产替代加速崛起
　　随着全球能源转型加速，锂电池出货量持续增长，推动导电剂需求快速提升。导电炭黑的价格实惠，分散简单，是当前主流导电剂。综合考虑性能要求、性价比和产线加工能力，复合浆料能够通过导电剂搭配达到最优性能，中长期看，仍将为行业的主流趋势，对导电炭黑需求形成有效支撑。据我们测算，在保守和极限假设条件下，1GWh锂电池分别需添加导电炭黑34.5和50.8吨。保守情况下，2022和2025年导电炭黑需求预计将分别达3.2和7.2万吨，三年复合增速为25.1%，对应2025年市场规模约46.4亿元；极限情况下，2022和2025年导电炭黑需求预计将分别达4.6和11.4万吨，对应2025年市场规模约68.3亿元。而供给方面，2024年前，原主要海外供应商新增产能有限，供给缺口驱动导电炭黑国产替代加速崛起。
　　◆黑猫股份：打造复合浆料供应商
　　黑猫股份作为行业龙头，深耕行业二十余年，叠加特炭整合带来的优势，对反应器的设计有充足的理解。公司自主研发反应炉，当前拥有两条技术路径，分别对标中端Super P与高端科琴黑。公司拟计划在内蒙古乌海和江西乐平分别新建5万吨/年和2万吨/年导电炭黑产能，完成南北两大基地布局。除了中高端导电炭黑的全覆盖，公司亦进军碳纳米管粉体，一期500吨/年产能，预计于今年底投产。待导电剂新增产能顺利投产后，公司有望打造复合浆料供应商。另外，依托现有循环经济产业优势，公司还可实现炭黑和碳管粉体的有效降本。公司还切入了煤系针状焦和PVDF，为终端客户提供更加丰富的产品序列，完成深度绑定。
　　◆永东股份：积极拓展新材料
　　永东股份通过打造“煤焦油加工+炭黑生产+尾气发电+精细化工新材料”循环经济产业链，积极推动公司的产品结构转型升级以及向新材料领域的拓展。公司自2008年便推出导电炭黑产品，主要应用于电力电缆屏蔽料，在一定程度实现了进口替代。多年深耕使公司在特种炭黑领域拥有深厚技术储备，公司当前拥有导电炭黑产能4万吨/年，并计划新增8000吨/年产能，同时切入新能源领域，布局锂电级导电炭黑，当前正在下游送样检测。
　　◆投资建议
　　2023年导电炭黑存在供需缺口，国产导电炭黑企业有望抢占新增市场空间，且随着下游锂电池出货的高速增长，导电炭黑进口替代的市场空间广阔，首次覆盖，给予导电炭黑行业“推荐”评级，建议关注标的：黑猫股份（炭黑龙头，导电炭黑规划产能高），永东股份（导电炭黑正在送样检测）。
　　◆风险提示
　　国产导电炭黑进展不及预期；项目投产进度不及预期；环保及安全生产风险；同行业竞争加剧风险；需求不及预期风险；重点关注公司未来业绩的不确定性；中国与国际市场并不具有完全可比性，相关数据仅供参考。

研究报告全文：证券研究报告基础化工2022年12月16日导电炭黑行业深度报告系列一国产替代加速复配浆料供应商更具优势评级推荐首次覆盖国海证券研究所李永磊分析师董伯骏分析师陈云联系人S0350521080004S0350521080009S0350122060052liyl03ghzqcomcndongbjghzqcomcncheny17ghzqcomcn1最近半年走势相关报告基础化工沪深30001873Q3炭黑成本承压看好导电碳黑加速推进化工李永磊董伯骏陈云2022-10-2901223黑猫股份0020682022年中报点评二季度盈利环比回升新材料领域加速布00572局化工李永磊董伯骏2022-08-26-00079黑猫股份002068深度报告炭黑景气回升锂电级导电炭黑布局打开成长空间化工李永磊董伯骏2022-08-06-00730拟投资建设5万吨年超导电炭黑项目及年产8万吨碳基材料一体化项目化-01381工李永磊董伯骏2022-07-29相对沪深300表现表现1M3M12M基础化工-077-023-1794沪深300313055-2146请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明2重点关注公司及盈利预测20221216EPSPE重点公司代码股票名称投资评级股价20212022E2023E20212022E2023E002068SZ黑猫股份1266059013072179094151753买入002753SZ永东股份93408408110711661157872未评级资料来源Wind国海证券研究所未评级公司盈利预测来自wind一致预期请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明3核心提要导电炭黑国产替代加速崛起随着全球能源转型加速锂电池出货量持续增长推动导电剂需求快速提升导电炭黑的价格实惠分散简单是当前主流导电剂综合考虑性能要求性价比和产线加工能力复合浆料能够通过导电剂搭配达到最优性能中长期看仍将为行业的主流趋势对导电炭黑需求形成有效支撑据我们测算在保守和极限假设条件下1GWh锂电池分别需添加导电炭黑345和508吨保守情况下2022和2025年导电炭黑需求预计将分别达32和72万吨三年复合增速为251对应2025年市场规模约464亿元极限情况下2022和2025年导电炭黑需求预计将分别达46和114万吨对应2025年市场规模约683亿元而供给方面2024年前原主要海外供应商新增产能有限供给缺口驱动导电炭黑国产替代加速崛起黑猫股份打造复合浆料供应商黑猫股份作为行业龙头深耕行业二十余年叠加特炭整合带来的优势对反应器的设计有充足的理解公司自主研发反应炉当前拥有两条技术路径分别对标中端SuperP与高端科琴黑公司拟计划在内蒙古乌海和江西乐平分别新建5万吨年和2万吨年导电炭黑产能完成南北两大基地布局除了中高端导电炭黑的全覆盖公司亦进军碳纳米管粉体一期500吨年产能预计于今年底投产待导电剂新增产能顺利投产后公司有望打造复合浆料供应商另外依托现有循环经济产业优势公司还可实现炭黑和碳管粉体的有效降本公司还切入了煤系针状焦和PVDF为终端客户提供更加丰富的产品序列完成深度绑定永东股份积极拓展新材料永东股份通过打造煤焦油加工炭黑生产尾气发电精细化工新材料循环经济产业链积极推动公司的产品结构转型升级以及向新材料领域的拓展公司自2008年便推出导电炭黑产品主要应用于电力电缆屏蔽料在一定程度实现了进口替代多年深耕使公司在特种炭黑领域拥有深厚技术储备公司当前拥有导电炭黑产能4万吨年并计划新增8000吨年产能同时切入新能源领域布局锂电级导电炭黑当前正在下游送样检测投资建议2023年导电炭黑存在供需缺口国产导电炭黑企业有望抢占新增市场空间且随着下游锂电池出货的高速增长导电炭黑进口替代的市场空间广阔首次覆盖给予导电炭黑行业推荐评级建议关注标的黑猫股份炭黑龙头导电炭黑规划产能高永东股份导电炭黑正在送样检测风险提示国产导电炭黑进展不及预期项目投产进度不及预期环保及安全生产风险同行业竞争加剧风险需求不及预期风险重点关注公司未来业绩的不确定性中国与国际市场并不具有完全可比性相关数据仅供参考请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明4目录导电炭黑高性价比复配浆料更具优势24年前海外产能新增有限国产替代进程加速黑猫股份打造复合浆料供应商永东股份积极拓展新材料风险提示请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明511导电剂是锂电池的关键辅材锂电池材料主要包括正极材料负极材料电解液隔膜和导电剂等大部分构成电极正极材料的活性物质由于导电性较差使得电极的内阻较大导致活性物质的利用率低电池的倍率循环安全等方面的性能受到严重影响导电剂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提升锂电池的倍率性能和改善循环寿命因此尽管导电剂的添加量仅在12左右但却是锂电池的关键辅材图表锂电池构成图表锂电池正负极配方正极配方LiCoO2导电剂粘合剂集流体铝箔LiCoO210m960导电剂CarbonECP20粘合剂PVDF76120NMP增加粘结性固体物质的重量比815负极配方石墨导电剂粘结剂增稠剂集流体铜箔负极材料石墨945导电剂CarbonECP10粘结剂SBR225增稠剂CMC225水固体物质的重量比160014175资料来源第一电动汽车网国海证券研究所资料来源中国化学与物理电源行业协会国海证券研究所请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明611导电剂是锂电池的关键辅材不同导电剂的空间结构产品形貌和接触面积均不相同其导电性能以及对锂电池能量密度倍率性能寿命和高低温性能的影响也不尽相同根据其产品形貌分类可以将导电剂大致分为颗粒状导电剂如炭黑线性导电剂碳纳米管碳纤维和柔性面导电剂石墨烯炭黑与活性物质点对点接触呈链状结构碳纳米管与活性物质呈线与点接触相较于传统炭黑增大了接触面积提高了电导率石墨烯以其独特的二维结构与活性物质面与点接触能够在电极上长程导电明显提升锂电池容量但较难分散图表不同导电剂与正极颗粒连接方式的示意图图表主要导电剂优缺点导电剂种类优点缺点导电性能优异添加量小提升碳纳米管导电剂电池能量密度提升电池循环寿需要预分散价格较高命性能导电性能相对较差添加SP价格便宜经济性高量大降低正极活性物质占比全依赖进口炭黑类导电剂添加量较小适用于高倍率高价格贵分散难全依赖科琴黑容量型锂电池进口价格较贵影响极片压实乙炔黑吸液性较好有助提升循环寿命性能主要依赖进口VGCF颗粒度较大有利于提升极片压添加量较大主要依赖进导电石墨类导电剂实性能口分散困难价格高全依气相生长碳纤维导电性优异赖进口分散性能较差需要复合导电性优异比表面积大可提石墨烯导电剂使用使用相对局限主升极片压实性能要用于磷酸铁锂电池资料来源石墨烯与导电炭黑Super-P复合导电剂对LiNi05Co02Mn03O2资料来源天奈科技公告国海证券研究所锂离子电池性能的影响请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明712锂电级导电炭黑是当前主流导电剂炭黑是一种传统导电剂一方面它可以在锂电池中直接参与构建短长程导电网络显著提升电池电学性能另一方面其较高的比表面积也可以对电解液产生一定的吸附作用通过其分布来影响电解液的分布改善电解液的浸润间接提升锂离子的传输速率当前炭黑已在中国应用多年因其性价比较高且分散相对简单是市场主流导电剂2021年炭黑导电剂在中国动力电池导电剂的应用占比为60图表炭黑在电极中的作用图表2021年中国动力电池中导电剂占比资料来源和兴化工公众号国海证券研究所资料来源GGII国海证券研究所请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明812结构值比表面积和金属杂质含量是影响导电炭黑性能的主要因素聚集体是由原生粒子在裂解炉里通过碰撞形成的一个三维链枝结构是炭黑物理分散过程中最小的不可分割单元由于不同工艺的碰撞方式不一样因此形成的聚集体也或大或小或紧密或疏松一般来说聚集体越大形状越不规则内部的空气就会越多产品结构值就会越高在极片中形成导电网络的能力也越强反映在测试指标上即吸油值越大结构值越大一般要求高于250ml100g的吸油值比表面积越大导电剂与正极活性颗粒的接触面积更大更有利于充放电过程中的电子传输但是分散难度也随之增加且循环稳定性下降金属杂质含量过高会导致电池的自放电造成安全隐患一般要求控制在20ppm以内图表聚集体是炭黑中最小不可分割单元图表导电剂主要物化指标物化对导电性影响指标炭黑的结构性是指炭黑粒子与粒子之间聚结成链状的程度组成聚集体的粒子越多结构性越吸油值高形成网状结构的几率越大导电性越好吸油值OAN是用100g碳吸附邻苯二甲酸二丁酯DBP油的量一般用其来表征炭黑的孔隙度比表面积越大与正极活性颗粒的接触面积更大从而利于充放电过程中的电子传输但是高比表比表面积的导电剂在正极浆料中不易分散易出现絮凝且随着导电剂比表面积的增大在高面积压下其表面的C-C官能团在电解液中会进一步氧化分解导致循环稳定性差增加不可逆容量和降低循环寿命金属金属杂质会溶入电解液中在电池充放电过程中会在隔膜上沉积隔膜上金属杂质的沉积会刺杂质穿隔膜使得电池正负极相接触导致电池内部微短路引起电池自放电存在安全隐患含量资料来源河南碳黑集团导电剂对富锂锰基材料电化学性能的影响锂电池中高比表面积的资料来源和兴化工国海证券研究所导电剂分散和ALD包覆性能优化碳纳米管在锂离子动力电池导电剂方面的应用研究国海证券研究所请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明912导电炭黑生产壁垒高核心在反应炉设计导电炭黑的生产工艺核心在于反应器的设计反应器的内部设计决定了产出产品的参数包括结构值比表面积和金属杂质等指标现有普通橡胶用炭黑对产品指标的要求相对宽泛因此企业更加追求成本普遍选用较大的反应炉大反应炉的进气量大炭黑产出速度也快导致生产的炭黑结构值往往难以超过220ml100g无法达到导电炭黑的要求另外产品的均匀性较差且杂质处理也比较麻烦因此生产导电炭黑的反应炉需要进行重新设计是导电炭黑生产的核心壁垒金属杂质含量是影响电池安全性的重要因素要将其降到极致除了反应炉设计还需要全过程管理包括原料端彻底过滤净化全过程工艺管道隔绝金属接触后阶段除磁等步骤图表现有普炭炭黑工艺生产导电炭黑存在的问题图表一种导电炭黑反应炉示意图环节现有问题原料未对原料进行彻底过滤净化未从源头进行除杂关键性设备未进行耐磨耐腐蚀性处理生产过程中因磨损腐蚀设备产生杂质炉内部空间大炭黑反应流速不稳定反应炉阶梯型的反应炉容易使流动的烟气产生回旋导致反应不彻底造粒前粉状炭黑粉碎效果不理想造粒过程粘合剂量过大生造粒产过程中除铁磁性物质环节少影响导电炭黑纯度和加工性能过程控制制定工艺参数不适宜保持参数的高度稳定资料来源黑猫股份专利申请文件国海证券研究所资料来源黑猫股份专利申请文件请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明1013导电炭黑主要包括乙炔黑SuperP和科琴黑三种国内炭黑行业小厂较多且过去厂商主要专注于满足普炭下游轮胎行业的发展需求并未在特种炭黑领域深耕另一方面过去锂电导电炭黑市场规模较小并未引起厂商足够重视再加上锂电级炭黑技术壁垒较高核心反应炉的研发需要一定的技术积累因此目前中国锂电级炭黑导电剂基本依赖进口当前市场上的主流锂电级导电炭黑包括乙炔黑SP科琴黑等分别主要来自于和兴化工法国益瑞石Imerys和日本狮王Lion等企业图表市场主流导电炭黑厂商及性能比表面积粒径吸油值种类生产商2电导率可分散性mgD50nmmL00g乙炔黑和兴化工8040250SuperP法国益瑞石Imerys6040290KetenblackECP-600JD日本狮王Lion127030495资料来源锂离子电池导电剂的研究进展国海证券研究所请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明1113乙炔黑结构值较低且分散难度大为中低端导电炭黑乙炔黑通常是先用电石制成乙炔再把净化后的乙炔气在高温下隔绝空气进行热裂解然后冷却收集制得与油炉法炭黑相比乙炔黑最大的优势是纯净度高金属杂质含量低但由于产品参数的可调节范围比较小其结构值较低且分散难度更高为中低端导电炭黑从成本端看据天津优盟炭黑生产1吨乙炔黑需266吨电石以2022年111月电石均价4305元吨计算单吨乙炔黑原材料成本为11451元吨而据百川盈孚一吨油炉法炭黑约需消耗165吨煤焦油以2022年111月煤焦油均价5212元吨计算单吨油炉法炭黑原材料成本仅需8600元吨与乙炔黑相比更具成本优势图表乙炔黑工艺流程图资料来源和兴化工公众号国海证券研究所请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明1213SuperP性价比高为当前主流导电炭黑油炉法导电炭黑的反应过程与橡胶用炭黑流程基本一致包括1煤气天然气燃烧产生高温气体2蒽油洗油脱氢裂化反应两步在燃烧段燃料焦炉煤气和天然气与空气混合燃烧产生高温燃烧气流随后进入到反应炉喉管段经过预热的原料油经原料油喷咀喷入喉管段与高温燃烧气流混合后迅速裂解并生成炭黑在反应炉后部直接把水喷入高温炭黑烟气使其降温并终止炭黑生产随后炭黑烟气进入炭黑收集加工以及造粒系统导电炭黑采用湿法造粒工艺SuperP在电镜下呈葡萄串形状结构值大且比表面积小易分散能够较好的平衡导电性和分散性2020年前其售价仅约4万元吨性价比高为市场主流导电剂图表导电炭黑工艺流程图资料来源内蒙古煤焦化工新材料研究院有限公司年产2万吨特种炭黑项目环境影响报告书国海证券研究所请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明1313科琴黑具有高导电性为高端导电炭黑科琴黑是一种高能效高纯度和高导电性的炭黑一方面其在结构上具有独特的支链状形态能够形成较多的导电通路因而只需很少的添加量即可达到极高的导电率另一方面科琴黑比表面积高达1300m2g呈现一个相对均匀的疏松多孔结构因而具有较强的吸液性能够将电解液更均匀的分散在电极材料网络中使得每个地方的锂离子脱嵌都能够有电解液辅助进一步降低内阻但也因此其分散相对较难科琴黑的售价高且依赖进口目前主要在特殊的应用场景比如对低温性能和倍率性能要求比较高的时候使用待其实现国产化突破则有望进一步打开成长空间图表科琴黑工艺流程图资料来源内蒙古煤焦化工新材料研究院有限公司年产2万吨特种炭黑项目环境影响报告书国海证券研究所请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明1414性能要求性价比和产线加工能力是影响导电剂应用的主要因素下游电池厂商对导电剂的验证主要包括软包小试产品中试和批量验证三步验证周期长达5个月以上每种类型的导电剂都有各自的特点及相应的应用场景一般说来导电性越好的产品其比表面积更高分散更加困难且价格更加昂贵各电池厂商会根据其应用场景进行综合考量其中导电性成本以及可加工性和分散性是下游厂商最终选择导电剂应用的主要考虑因素图表常用导电剂性能及特点资料来源国轩高科导电剂在LFP电池中的应用及其对性能的影响主题演讲请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明1514复合导电体系仍将为行业的主流趋势在导电性方面复合导电剂体系可以构筑点-点点-线点-面多层级的导电通路以最少含量的导电成分发挥最佳导电效果降低导电剂用量的同时提高能量密度根据国轩高科报告导电剂在LFP电池中的应用及其对性能的影响相同导电剂添加量复合导电体系能有效地降低Rct并改善倍率等性能另外从成本角度看即使SuperP因供需紧张售价已涨至911万吨仍大幅低于碳纳米管售价将二者复合使用能够达到更佳性价比因而中长期看复合导电体系仍将为行业的主流趋势图表截至2022年12月8日2022年各类导电剂粉体价格图表复合导电体系可降低阻抗并改善倍率性能万元吨资料来源国轩高科导电剂在LFP电池中的应用及其对性能的影响主题演讲资料来源华经产业研究院百川盈孚国海证券研究所请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明1614导电剂分散效果显著影响电池性能一般说来导电剂的比表面积越大导电性越好但越难分散导电剂若分散不均匀会使其得不到充分利用进而出现多种电池性能异常的情况国轩高科实验研究表明分散是否均匀会直接影响电池内阻容量发挥DCR进而影响电池倍率功率循环性能等图表导电性与分散性负相关图表不同导电剂分散效果对LFP电池性能的影响资料来源国轩高科导电剂在LFP电池中的应用及其对性能的资料来源国轩高科导电剂在LFP电池中的应用及其对性能的影响主题演讲影响主题演讲注实验采用炭黑碳纳米管和石墨烯复合浆料分散工艺A为各类别导电剂均分散极不均匀工艺B为仅炭黑分散不均匀工艺C为各类导电剂皆分散均匀请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明1714客制化的复配浆料导电炭黑供应商更具优势复合导电剂兼具性能和成本优势中长期看仍为行业主流导电剂厂家作为生产商对自家产品的性能理解更为透彻在产品分散和制作复合浆料等方面都更具优势不仅可以提高效率还能够增强产品性能据卡博特应用开发人员表示以碳管和炭黑复合浆料为例根据不同的工艺用复合浆料要比用粉体节约了1020的合浆时间同时做了预分散以后还能够确实提高产品的导电性另外从同一厂家采购不同种类导电剂亦比从不同厂家分开采购更具成本优势长期看能够提供客制化的复配浆料导电炭黑供应商将更具优势图表客制化的复配浆料优势资料来源卡博特导电剂发展趋势客制化的复配浆料主题演讲国海证券研究所请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明18目录导电炭黑高性价比复配浆料更具优势24年前海外产能新增有限国产替代进程加速黑猫股份打造复合浆料供应商永东股份积极拓展新材料风险提示请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明1921全球锂电池出货量快速提升亚太地区贡献主要增量随着全球能源转型加速锂电池出货量持续高速增长据EVTank2021年全球锂电池出货量为5264GWh同比大幅增长9102016至2021年复合增速达35从构成看在新能源车销量拉动下动力电池出货量最大且增速最高2021年全球动力电池储能电池及小型电池出货量分别为3710GWh663GWh1251GWh同比分别13471326161亚太地区为锂电池的主要消费市场且未来仍将贡献主要增量根据卡博特预测2030年亚太地区锂电池消费量将达1627GWh10年复合增速为168图表2015-2021年全球锂电池出货量快速提升图表2020-2030年亚太地区将贡献锂电池主要增量预测资料来源EVTank国海证券研究所资料来源卡博特官网国海证券研究所请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明20