纤维母粒作为高分子着色及功能改性材料,在化纤、锂电、导电塑料等领域的应用不断拓展,其中碳纳米管导电母粒作为纤维母粒的高端功能细分品类,伴随新能源锂电产业的快速崛起,成为行业内增长最快的赛道之一。
碳纳米管导电母粒属于功能型纤维母粒的细分品类,以合成树脂为载体,添加碳纳米管导电填料制备而成,区别于传统的炭黑导电母粒,碳纳米管导电母粒具备更低添加量、更高导电稳定性、更好力学性能,核心应用场景除传统导电塑料外,最大的增长极来自锂电池导电剂领域。上游对应碳纳米管粉体/浆料、载体树脂、分散助剂,中游为母粒制备,下游对应锂电正极材料导电网络、导电塑料构件等。从产业链利润分配来看,核心利润集中在上游碳纳米管材料环节,中游母粒制备环节依靠加工费与改性技术盈利,行业进入门槛低于核心材料环节,但对分散工艺、粒径控制的要求高于普通着色纤维母粒。
纤维母粒行业整体分为着色母粒与功能母粒两大品类,导电母粒属于功能母粒范畴,全球着色母粒市场规模远大于功能母粒,但增长速度慢于功能母粒,碳纳米管导电母粒是功能母粒中复合增速超过20%的细分赛道,其增长完全绑定新能源锂电产业的发展,传统导电塑料领域的需求增长相对平稳,年均增速不足5%。双碳政策推动国内新能源汽车产业快速发展,锂电产业出货规模持续扩张,带动上游导电材料需求持续增长,传统纤维母粒企业也纷纷布局功能母粒赛道,碳纳米管导电母粒成为跨界布局的核心方向之一。
行业技术层面,碳纳米管的分散技术是碳纳米管导电母粒制备的核心壁垒,分散效果直接影响导电性能与力学性能,头部企业通过多年的技术积累,已经掌握了原位聚合等先进分散技术,能够保证碳纳米管在载体树脂中均匀分散,产品稳定性远高于中小厂商,中小厂商由于缺乏核心技术,产品容易出现导电不均、析出等问题,难以进入头部锂电企业的供应链体系。技术积累的差距已经形成了稳定的竞争分层,短期内难以被打破。
碳纳米管导电母粒产业的增长核心动力来自下游锂电产业对碳纳米管导电剂的需求提升,国内头部碳纳米管材料企业的出货量变化,可直接反映整个细分赛道的增长节奏。天奈科技作为国内最早布局碳纳米管产业化的企业,其产能扩张与出货量增长始终领先行业,现有公开数据覆盖多个连续年份的多壁碳纳米管浆料出货量,口径统一,具备较强的趋势参考价值。传统炭黑导电剂虽然价格更低,但碳纳米管导电剂在倍率性能、循环寿命上的优势更适配高能量密度动力电池的需求,随着磷酸铁锂电池出货占比提升,碳纳米管的添加量进一步提升,带动上游材料出货量持续增长。
| 年份 | 出货量(万吨) |
|---|---|
| 2021 | 3.4 |
| 2022 | 7.2 |
| 2023 | 10.0 |

从连续三年的数据观察,出货量的年均复合增速超过70%,增长速度远高于传统纤维母粒行业的平均水平,这背后主要是国内锂电产业出货量快速扩张,以及碳纳米管对传统炭黑导电剂的替代持续推进。头部企业出货量的高速增长,也反映出行业集中度不断向头部企业集中的特征,中小厂商的产能扩张速度难以跟上头部企业的需求节奏。全球范围内,2018年全球导电塑料领域碳纳米管母粒市场规模为42亿元,全球导电塑料碳纳米管母粒产量为3.4万吨,全球导电塑料需求量为24.8万吨。
碳纳米管导电母粒行业属于技术密集型产业,专利保有量是衡量企业技术壁垒的核心指标之一,国内主要参与竞争的头部企业均布局了大量相关专利,不同企业的专利保有量差异直接反映出其技术积累的差距。行业核心技术集中在碳纳米管的制备、分散以及母粒改性环节,专利布局的数量与质量直接决定企业的市场竞争力,现有公开数据统计了2022年初国内主要头部企业的碳纳米管相关专利保有量,口径统一,可直接对比。
| 企业名称 | 专利保有量(件) |
|---|---|
| 天奈科技 | 51 |
| 集越纳米 | 37 |
| 昊鑫新能源 | 23 |
| 三顺纳米 | 6 |

不同企业之间的专利保有量差距较为明显,天奈科技作为行业龙头,专利保有量超过后三家企业的总和,技术积累优势突出。三顺纳米在2020年被全球化工巨头卡博特以1.15亿美元收购,此后更多依托卡博特的全球技术网络,国内本土专利布局相对较少。海外巨头在材料合成领域的技术积累深厚,对本土头部企业的竞争压力仍在提升。
进一步拆解盈利指标,2021年上半年数据显示,天奈科技碳纳米管浆料均价为4.0万元/吨,同行均价为2.8万元/吨,单吨净利天奈科技为0.8万元/吨,同行平均为0.5万元/吨,价格与盈利水平均高于行业平均,天奈科技的品牌溢价与技术溢价已经形成,产品认可度高于中小同行。天奈科技2021年上半年一代产品毛利率提升4个百分点,天奈科技碳纳米管非材料成本占比仅为32%,成本控制能力也优于行业平均水平,进一步放大了盈利优势。LG化学作为海外头部锂电材料企业,2022年已经建成1700吨/年的碳纳米管粉体产能,对应80GWh的锂电产能,海外企业的产业链一体化布局已经成型,未来进入国内市场的门槛较低。
碳纳米管导电剂对传统炭黑导电剂的渗透率提升是行业增长的核心逻辑,不同区域市场由于锂电产业技术路线的差异,渗透率存在明显差距,现有实际数据覆盖2022年国内与海外两个市场的渗透率,口径统一,可对比区域差异。
| 区域 | 2022年渗透率(%) |
|---|---|
| 中国 | 70 |
| 海外 | 20 |

国内锂电产业更早推广高能量密度动力电池,对碳纳米管导电剂的接受度更高,海外锂电企业更多沿用传统炭黑导电剂路线,替代速度相对较慢。国内渗透率已经处于较高水平,进一步提升的空间主要来自磷酸铁锂电池占比的提升,磷酸铁锂电池单位装机碳纳米管浆料需求达到750吨/GWh,高于三元锂电池的500吨/GWh,随着磷酸铁锂电池出货占比提升,行业需求仍会保持增长。海外渗透率提升空间更大,头部国内企业已经开始布局海外产能,抢占替代红利。
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