2022年天奈科技发展现状及业务布局分析 CNT为锂电池领域具备替代潜力的导电剂材料

  • 来源:华西证券
  • 发布时间:2022/05/27
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碳纳米管CNT行业龙头天奈科技(688116)研究报告:α与β共振.pdf

碳纳米管CNT行业龙头天奈科技(688116)研究报告:α与β共振。电动车行业发展空间广阔,带动锂电池需求提升。碳纳米管(CNT)导电剂性能表现更佳,在锂电池技术要求不断提高的趋势下,将对炭黑等传统导电剂形成逐步替代,渗透率提升将带动CNT导电剂需求增速高于锂电池需求增速。电池性能和材料发展趋势都将进一步推动CNT的替代。从市场需求看,CNT导电剂可以直接提高锂电池快充性能、优化循环寿命和能量密度,助力解决电动车及锂电池发展痛点。从电池材料角度看,中长期磷酸铁锂与三元材料并行发展路线较为明确,磷酸铁锂天然导电性差于三元,因此对于CNT导电剂需求更强;而锂电材料的技术迭代方向上,高镍正极材料以及...

1.行业高增长+低渗透率+性能需求刚性, 构建CNT导电剂高成长逻辑

1.1 CNT具备优良特性,可实现诸多领域应用

CNT为管状纳米级材料。CNT为管状的纳米级石墨晶体,是单层或多层的石 墨烯层围绕中心轴按一定的螺旋角卷曲而成的无缝纳米级管状结构。 具备多方面优良特性。碳纳米管在力学、电学、热学等性能方面具备优异表现, 可应用于锂电池导电剂、导电塑料(提升导电性和结构强度)、芯片、金属基 复合材料、润滑油、防腐控制涂层产品等多个领域。

1.2 CNT作为锂电池新型导电剂,受益于新能源汽车高景气发展

CNT为锂电池领域具备替代潜力的导电剂材料

为何需要导电剂:仅依靠活性物质难以满足电子迁移速率要求,导电 剂的加入可以帮助实现电子的快速移动归位。

CNT导电剂有何优势: ①CNT可通过减小电子传输的阻力、增加活性物质之间导电接触, 提升锂电池中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。 ②CNT导电剂阻抗明显低于石墨烯、SP、科琴黑等导电剂,添加 CNT的导电剂组合也可显著降低阻抗,提升导电性能,在达到同样 的导电效果情况下,CNT的用量仅为炭黑的1/6-1/2。 ③从接触结构上来看,炭黑类、导电石墨类在活性物质之间各形成 点触式的导电网络;CNT和石墨烯在活性物质之间形成线、面接触 式导电网络。线、面接触式导电网络更为充分,可显著提升正极材 料活性物质的导电性能。

国内新能源汽车销量高增长。根据中汽协数据,2021年全年,国内新能源汽车实现产销量分别为354.5万辆、352.1万辆,同比分别增长159.5%、 157.5%,实现快速增长,产业链景气度趋势持续向上。

电动化加速渗透,中长期高增长空间广阔。根据中汽协数据,2021年全年,国内新能源汽车累计销量渗透率达13.4%,较2020年明显提升8.1pct, 新能源汽车渗透率快速提升,预计《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》提出的“2025年新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售总量的 20%左右”目标有望提前实现。2021年10月26日,国务院发布《2030年前碳达峰行动方案》中提出“到2030年当年新增新能源、清洁能源动力的 交通工具比例达到40%左右”,进一步打开新能源汽车发展空间,推动产销量持续增长。

1.3 锂电性能要求提高+契合技术发展趋势,CNT导电剂应用呈现刚性

从锂电池性能要求提高角度看,CNT导电剂渐成刚需。

CNT对于锂电池的核心作用体现在三个方面:提升倍率性能、改善循环寿命、提高能量密度。

从材料技术发展方向看,CNT导电剂渐成刚需。

(1)从正极材料的角度:

磷酸铁锂:磷酸铁锂为橄榄石结构,锂离子呈现一维运动, 此结构使锂离子的嵌入和脱出受到一定影响;而三元材料为 层状结构,锂离子具有二维的扩散通道。因此从结构上来看, 磷酸铁锂导电性差于三元材料。

高镍正极:从三元材料的元素构成上来看,Ni元素可以提升 比容量,Co元素主要提升导电性和倍率性能。因此从三元材 料的纵向维度上看,三元材料的高镍化带来Co元素含量的降 低,从而更高镍三元材料导电性较差。

(2)从负极材料的角度:

硅基负极:CNT对于硅基负极应用的助力主要体现在两个方 面:①CNT可以改善硅较差的导电性。石墨中每个碳原子与 其他碳原子只形成3个共价键,每个碳原子仍然保留1个自由 电子来传输电荷,因此具备较强的导电性。硅晶体中没有明 显的自由电子,因此导电性差于石墨。②CNT能够抑制硅膨 胀,CNT具备形成网状结构的能力,可以覆盖在硅颗粒表面, 并在硅颗粒之间建立导电连接,抑制硅膨胀。

1.4 低渗透率打开CNT导电剂发展空间

CNT在锂电池导电剂领域渗透率有望持续提升。CNT导电剂在锂电池中的渗透率处于低位,按照CNT粉体(非导电浆料)口径,根据GGII,2020 年国内锂电池用导电剂粉体出货量为1.02万吨,同比增长23.6%。其中,碳纳米管粉体导电剂(含其复合导电剂)出货量为1,935吨,同比增长 35.1%;粉体渗透率为18.9%同比提升1.6个百分点。 我们认为,在新能源汽车高景气度趋势之下,锂电池需求将持续扩大,叠加对于高能量密度、快充等性能要求提高,CNT导电剂在锂电领域中的 应用规模以及渗透率有望提升,预计行业需求增速快于电动车行业整体增速。

2.公司锂电领域底蕴深厚,把握黄金赛道实现快速成长

2.1 率先突破锂电池导电剂应用难题,CNT龙头快速成长

公司前身天奈有限成立于2011年,于2017年变更为股份有限公司,主要从事纳米级碳材料及相关产品的研发、生产及销售,主要产品包括碳纳米 管粉体、碳纳米管导电浆料、石墨烯复合导电浆料、碳纳米管导电母粒等。 2012年,公司突破CNT粉体分散难题,率先行业实现浆料的投入使用,并在2014-2016年先后实现与ATL、CATL、卡耐、欣旺达等的合作,将 CNT导电剂成功实现产业化以及客户的导入。2019年,公司于科创板上市。公司快速发展,不断实现CNT浆料产品的加深渗透,并持续扩大产能 规模,逐步打造锂电新型导电剂龙头企业。

2.2 公司股权结构稳定,管理层锂电经验丰富

截至2021年9月30日,公司股本总数为231,858,116股,前十大股东合计持股占比为29.81%,较为稳定。 公司控股股东为郑涛、张美杰、新奈共成、新奈智汇、新奈众诚、新奈联享以及佳茂杰科技。根据公司公告,新奈智汇及新奈众诚为郑涛控制公司多位管理层领导出身于锂电行 业,对于材料的技术以及应用经验 较为丰富。公司核心技术人员有10 名,分别为郑涛、张美杰、毛鸥、 岳邦贤、魏兆杰、蔡韦政、蔡宗岩、 郭卫星、谢宝东、林暐国,公司核 心技术人员拥有多年从业经验以及 较强专业背景,是公司新产品、新 技术研发的骨干力量。

3.多位一体全面发展,再论龙头综合优势

3.1 掌握核心技术,产品持续迭代

3.1.1 牢握CNT浆料制备全链条核心技术,不断巩固护城河

CNT浆料从生产流程上可以分为粉体制备以及分散两个主要环节。公司主要采用化学气相沉积法(CVD)技术路线,并使用流化床的制备技术, 通过建立多元催化剂体系,实现CNT粉体的批量化生产以及产品迭代,并将CNT粉体成功通过浆料的方式导入锂电池中实现应用。公司通过持续 的技术研发和进步,不断增强核心技术壁垒。 粉体对CNT导电浆料的性能、成本等起决定性作用,区别于多数CNT导电浆料公司,天奈是自供粉体。加之鉴于CNT的多领域应用范围,我们理 解定义公司为新材料-碳纳米管企业,而非单纯的CNT导电浆料公司。

3.1.2 依托技术研发优势,CNT产品持续迭代

公司实现商业化产品共三代,并持续研发新一代产品,不断优化产品体系。在粉体及浆 料制备等核心技术的支撑下,公司目前实现共三代产品的商业化,广泛应用于新能源汽 车、3C、电动自行车等领域;同时公司不断进行产品的研发及迭代,持续增强长径比以 及导电性能。 各代产品适用于不同领域。公司第一代产品主要用于磷酸铁锂锂电池领域,第二代产品 主要应用于三元锂电池领域以及部分高端磷酸铁锂电池领域,第三代及以上产品由于导 电性能更佳,对高镍三元电池的适配性更好,更多的应用在高镍和硅基负极电池领域。

3.1.3 CNT技术积累深厚,非锂电领域有望接棒发力

我们定义公司为新材料而非单纯的锂电材料公司,因为公司核心产品CNT在多个领域具备应用潜力,业务有望实现同源性的横向拓展。公司率先行 业实现碳纳米管在锂电池中的应用,可提升和改善锂电池的倍率性能、循环寿命以及能量密度等。同时,依托对于CNT技术的深刻理解以及在锂电 池应用的经验,公司持续开拓碳纳米管在导电塑料(提升导电性和结构强度)、芯片、金属基复合材料、润滑油、防腐控制涂层产品等领域的应用, 不断寻求业绩增长新机遇。

3.2 产品逐步放量,盈利能力优异

3.2.1 受益于需求扩大+自身优势释放,业绩实现显著增长

受益于锂电池需求爆发,公司导电剂业务快速壮大。伴随新能源汽车销量规模的扩张,叠加电池性能要求的不断提高,公司CNT导电剂在性能、 质量等方面具备行业领先优势,产品获得下游客户认可,带动需求持续提升,公司业务规模快速成长。 根据公司公告,2021年1-9月,公司实现营业收入9.12亿元,同比增长188.72%;实现归母净利润、扣非归母净利润分别为2.04亿元、1.76亿元, 同比分别增长165.3%、215.3%。根据业绩快报, 2021年实现营业收入13.65亿元,同比增长189.1%;实现归母净利润、扣非归母净利润分别为 2.99亿元、2.66亿元,同比分别增长178.6%、247.7%。

3.2.2 CNT浆料产品快速放量,产品结构持续优化

2021年CNT浆料出货量逐季攀升,预计全年同比明显增长。下游客户对于CNT导电剂需求不断提高,加上公司供货能力持续增强,公司CNT浆料 出货呈现快速提升的趋势。 根据公司公告,2021年1-9月,公司实现CNT浆料销量2.3万吨,超过2020年全年的销量规模;实现CNT粉体销量12.5吨。从各个季度拆分来看,公 司CNT浆料销量呈现逐季度增长的趋势,Q1/Q2/Q3分别为0.56万吨、0.74万吨、0.96万吨。从全年来看,四季度通常为新能源汽车以及锂电池需 求旺季,预计公司2021年四季度CNT浆料出货量处于较高水平,全年实现同比明显增长。

3.2.3 优化产品定价模式,顺利传导NMP价格波动影响

原材料在成本中占比较高,NMP为主要的原材料。根据公司公告,NMP、丙烯、液氮和分散剂为公司CNT浆料主要原材料,原材料为成本占 比最重的环节,随着主要原材料NMP价格于2020年四季度开始上涨,2021年 1-9 月,公司主要产品平均成本明显上涨,占比超过80%。从采购 金额上看,NMP为主要的原材料类型,2021年1-9月采购金额占比在80%以上。 公司改变定价模式顺利传导NMP价格波动影响。受到NMP上游BDO供求紧张的影响,从2020年4季度起NMP价格波动明显。公司为降低原材 料价格波动的影响,已于2021年2月份完成主要客户产品定价政策的调整,尽可能降低对于盈利的影响。

3.3 客户结构优质,市场份额领先,产能不断扩大

3.3.1 供应全球头部锂电池客户,覆盖范围持续扩大

覆盖优质客户,集中度较高且稳定。公司客户涵盖CATL、ATL、比亚迪、中航锂电、星恒电源、天津力神、孚能科技、欣旺达、珠海冠宇、亿纬 锂能、卡耐新能源、万向等国内一流锂电池生产企业。根据公司公告,2018年至2021年1-9月,公司前五大客户销售金额占当期公司营业收入的比 例分别为57.46%、56.38%、65.28%及67.74%,集中度相对较高;其中,CATL、ATL、比亚迪为公司前三大客户,结构较为稳定。从2021年1-9月 的前五大客户结构来看,CATL提升至公司第二大客户,销售收入占比达18.2%,较2020年提升6.8个百分点;中航锂电跃升至公司前五大客户,销 售收入占比达到10.4%。

持续开拓海外客户。根据公司公告,公司已经和日韩知名动力锂电池企业共同开发CNT导电浆料在硅基负极中的应用,并且测试情况良好,预计 未来将实现批量供货。随着海外客户的突破,公司的客户结构以及盈利能力有望持续优化,龙头地位将不断巩固。

3.3.2 市场份额领先,产品迭代&客户结构优化巩固龙头地位

公司为国内CNT导电剂龙头。CNT属于新型碳纳米材料,对于稳定批量生产高长径比、高纯度的CNT技术、工艺要求较高,行业技术壁垒显著。 公司在技术和产品等方面具备综合优势,出货量规模持续扩大,连续多年市占率行业领先,稳居首位。根据GGII数据,2020年,公司CNT导电浆 料产品出货量占32.3%,较第二位高出8.5个百分点。

优势地位显著,预计市占率将持续提升。与多数CNT导电浆料供应厂商相比较,我们认为,公司具备两点突出优势:1)CNT粉体自供,可推进 产品技术的持续迭代升级,不断巩固核心技术壁垒,且在成本和整体盈利能力上具备优势;2)具备生产CNT用的流化床的设备设计能力,利于 公司在生产效率、产品升级以及成本管控方面获取优势。此外,公司产品具备规模效应,连续化稳定生产叠加工艺优异,产品稳定性以及一致性 行业领先。凭借公司产品性能优势,随着新增产能释放和出货量增长,我们预计,公司国内CNT导电剂市占率将持续提升。

3.3.3 产能持续建设投放,支撑下游需求增长

产能供应紧张,利用率维持高位。根据公司公告,2018年至2021年1-9月,公司CNT浆料产能 利用率持续提高,分别为72.1%、82.2%、86.2%、103.3%,均维持在较高水平,且2021年1-9 月产能利用率在100%以上,产能供应较为紧张。

公司具备较强执行力,产能不断扩张。根据2021年11月向不特定对象发行可转换公司债券证 券募集说明书,公司现有CNT粉体、浆料产能分别0.2万吨、3万吨,随着产能的持续建设, 未来公司CNT粉体、浆料产能将分别达到0.8万吨、10万吨以上(含现有产能)。此外公司还 规划导电母粒、纳米碳材等产能,持续扩充产品供应能力。

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(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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