2023年天奈科技研究报告 国内导电剂领跑者，积极开拓国际市场

国内导电剂领跑者，积极开拓国际市场

导电剂标准制定人，海外市场开拓中

打破国外企业垄断格局，成长为行业标准制定人。天奈科技是一家具有自主研发和创新能力的高 新技术企业。其主营产品碳纳米管已经凭借其优越的导电性能，作为一种新型导电剂被锂电池生 产企业所广泛使用，用来提升锂电池的能量密度及改善循环寿命。

目前公司是中国最大的碳纳米 管生产企业之一，在碳纳米管及其相关复合材料领域处于行业领先水平。公司客户涵盖比亚迪、 ATL（新能源科技）、CATL（宁德时代）、天津力神、孚能科技、欣旺达、珠海光宇、亿纬锂能、 卡耐新能源、中航锂电、万向等国内一流锂电池生产企业，改变了我国锂电池企业导电剂依赖进 口的局面。公司负责制定了一项碳纳米管导电浆料相关的国家标准 （GB/T 33818-2017 ），参与 起草了一项碳纳米管相关的国家标准（GB/T）、两项石墨烯产业团体标准（T/CGIA001-2018、 T/CGIA002-2018），作为中国代表主导制定了碳纳米管导电浆料国际标准（ISO/TS 19808）。

从公司发展历程来看，2007 年 4 月天奈前身开曼天奈成立，2009 年碳纳米管产线投入使用拉开 了产业化的序幕，2011 年天奈科技有限公司正式成立，2017 年变更为股份有限公司，2019 年成 功在科创版上市，2021 年全资设立美国天奈，优先拓展国外市场并带动国内市场，继续保持公司 在碳纳米管领域的全球领跑地位。

子公司布局清晰，实际控制人为郑涛。公司的子公司主要布局在材料和环保两个领域。在材料方 面，经营范围包括碳管粉体（如石墨烯）、导电浆料（如碳纳米管）、导电母粒的研发、生产及 销售以及与之相关的技术服务、技术咨询、技术培训、技术转让。在环保方面，经营范围包括危 险废物经营、一般项目的再生资源加工与回收、专用化学产品制造以及与之相关的技术服务、技 术开发、技术咨询、技术交流、技术转让、技术推广。公司实际控制人为郑涛。公司的五大股东及持股比例为：郑涛10.12%；共青城新奈共成投资管理 合伙企业4.14%；镇江新奈智汇科技服务企业(有限合伙)3.89%；招商银行股份有限公司华夏上证科创板 50 成份交易型开放式指数证券投资基金 2.31%；张美洁 2.06%。

公司营收规模持续增长，2021年激流勇进创新高

公司总营收集中在动力锂电池行业，碳纳米管导电浆料产品贡献率突出。公司的营收总收入从 2019 年的 3.7 亿元增长到 2021 年的 13.2 亿元，三年内增长四倍的规模。2022 年 Q1-Q3 营业总 收入 14.4 亿元，同比增长 58.2%。从分产品来看，碳纳米管导电浆料的营收贡献率高达 99%，为 公司的主要业务产品；从分行业来看，动力锂电池业务的营收贡献率近三年稳定在 73%左右，占 比强势。2021 年，在部分原材料供应紧张、价格上涨的情况下，公司依然紧跟市场变化，积极对 接市场需求。公司产品从国内市场拓展到国外市场，从 3C 电池拓展到动力锂电池。最终在“十 四五规划”和全球新能源汽车产销量的双重拉动下，2021 年营业收入同比增长 179.68%。

主业务产销率近百分百，明星产品盈利前景可期。从产销率来看，2016 年至 2021 年产销率保持 在 92%-100%之间，无库存压力。自 2016 年以来，公司碳纳米管导电浆料总营收保持了同比正 增长的局面，2017 年同比增长 130.8%开启了营收三百万时代，2020 年虽然受疫情影响严重，但总体维持了 25.9%的增长，2021 年同比增长 725.4%进入营收千万时代。从毛利率及归母净利率 来看，受原材料成本上升影响近两年有所回落，但整体保持了稳定的盈利能力。

纤维状导电剂带来新一轮技术迭代，碳纳米管带来新优势

导电剂是电池产业重要环节，纤维状导电剂优势明显

导电剂是电池产业链重要环节。在锂离子电池正常的充放电过程中,需要锂离子、电子的共同参与， 这就要求锂离子电池的电极必须是离子和电子的混合导体，电极反应也只能够发生在电解液、导 电剂、活性材料的接合处。而事实上，锂离子电池的正极、负极活性材料的导电性都不佳：正极 活性材料多为过渡金属氧化物或过渡金属磷酸盐，它们多为半导体或绝缘体，导电性较差；负极 石墨材料的导电性稍好，但在多次充放电后石墨材料会膨胀收缩，石墨烯颗粒的间隙增大，影响 电极反应。

颗粒状导电剂和纤维状导电剂各有千秋。目前导电添加剂可以分为颗粒状和纤维状两种，颗粒状 导电剂包括炭黑（KB）、乙炔黑（AB）、石墨（KS），纤维状导电剂则主要包括纳米碳纤维 （VGCF）、碳纳米管（CNT）和碳纤维（GN）等。导电炭黑导电性适中、纯度高、成本低、市场份额大；导电石墨片径大且厚，不易形成导电网络， 通常与导电炭黑复合使用；在纤维状导电剂中，碳纳米管导电性普遍较普通炭黑好，用量低但价 格较高，且分散困难。

与传统的导电剂相比，新型导电剂优势明显。首先，与颗粒状导电剂相比，纤维状导电剂有较大 的长径比，能够提高活性材料之间及其与集电极之间的粘结牢固性，有利于形成导电网络；其次， 炭黑、乙炔黑等传统导电剂与活性材料粒子点对点的接触方式会带来较大的热阻抗，从而带来一 定的安全隐患；此外，导电添加剂本身并不能提供嵌脱锂容量，导致电池比能量与比功率的降低， 以更低的添加量达到更优的性能将是导电剂的发展趋势，包括碳纳米管、石墨烯在内的各类新型 导电剂恰恰能够满足这种需求。当然，考虑到工艺、成本、正极材料特性等多种因素，纤维状导 电剂对传统导电剂也并非百分百的完全替代，以纤维状导电剂为主，在其中加入颗粒状导电剂， 共同发挥两者优势，有望成为未来的发展方向。

碳纳米管具有多重优势，替代品威胁较低

碳纳米管具有非常优异的力学、电学、热学等性能，被多个行业广泛关注及青睐。碳纳米管为管 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，一般分为单壁碳纳米管、多壁碳纳米管。其中，单壁碳纳米管具有更丰富的电学输运特性，更高的电导率、热导率、比强度和柔韧性；多壁碳纳米管具有较好的电学和热学传导性 及稳定性。碳纳米管具有非常优异的力学、电学、热学等性能。在力学上，它具有极高的强度和极大的韧性； 在电学上，导电性能优异；在热学上，热传导效率极高，导热性能突出；并且，其化学性质稳定， 具有耐酸性和耐碱性。

碳纳米管导电性能更好。不同材料的导电剂体系阻抗不同，阻抗越低，代表导电性能越好。新型 导电剂材料性能优于传统材料，碳纳米管+石墨烯复合导电剂阻抗最低，在单一材料导电剂里碳 纳米管导电剂性能最优。同时也可发现石墨烯配合颗粒状或线状导电剂使用时导电性能得到大大 加强。

碳纳米管价格虽比传统导电剂高，但添加量更小。导电剂添加量需适量：太低会导致电子导电通 道不足，不利于大电流充放电；含量过高则会降低活性物质的相对含量，使电池容量降低。据高 工锂电数据显示，传统炭黑导电剂在正极浆料中的添加比例在 3%左右，而新型导电剂碳纳米管 和石墨烯的添加比例则能降低至 0.5%~1.0%。因此，虽然新型导电剂粉体价格比传统导电剂要高 许多，但要达相同导电性能，用量仅为传统导电剂的1/6~1/2。加上其导电性能极佳，能使锂电池 循环过程中保持良好的电子和离子传导，从而大幅提升锂电池的循环寿命，符合锂电池特别是动 力锂电池对更高能量密度的要求。

空间：中性预计2025年全球CNT需求将达1.1万吨

新能源汽车：多因素推动，燃油替代势如破竹。2021 年，疫情在全球范围得到一定遏制，各国经 济刺激政策进一步推动经济持续回升。在新能源汽车产业，世界各国及地区都积极颁布相关法案 助力产业的发展。比如中国双积分、欧洲碳排放和美国清洁能源法案共同构筑的强大政策催化联 盟。双积分约定了中国新能源汽车 2025 年渗透率至少 20%（参见《细研双积分，为什么我国 2025年新能源汽车渗透率20%？》），表明了我国对新能源汽车产业的重视；欧盟碳排放要求车 企的平均二氧化碳排放值在 2025 年下降 15%，即 81 克/公里；美国清洁能源法案计划提供 316亿美元电动车消费税收抵免，刺激电动车销量，同时签署法令，要求 2030年零排放汽车比例达到 50％。全球电动化从中国和欧洲双主场拓展至中美欧三足鼎立的局面。

需求端：锂电池行业赛道宽广，需求快速提升，2025 年全球需求有望达 1915GWh。放眼全球， 新能源汽车市场发展呈加速之势，中国、欧洲、美国三个市场未来将持续贡献重要增量，同时， 储能、电动两轮车等领域也有望迎来快速增长。我们预计到 2025 年全球动力电池需求达到 1523GWh，外加消费电池、储能、电动工具、电动自行车等需求，我们预计 2025 年合计锂电池 需求量 1915GWh，2020-2025 年均复合增速达到 49.0%。

中性预测下，预计 2025 年全球锂电用碳纳米管粉体需求量将达到 1.1 万吨。从碳纳米管添加比例 来看，正极端三元材料和钴酸锂的导电性本身好一些，添加量比铁锂小，铁锂正极一般添加比例 为 0.5%以内（固含量），三元正极和钴酸锂一般为 0.1-0.2%；负极端石墨负极导电性本身好一 些，添加量比硅碳负极小，一般石墨负极几乎不用碳纳米管，因为石墨导电性能比较好，而硅碳 负极中硅的导电性能不好，需要长链的碳纳米管去控制，添加量一般为 0.5%。

根据不同正负极材 料体系的添加比例，我们把电池分成四种材料体系：磷酸铁锂正极和石墨负极；三元正极和石墨 负极；高镍三元正极和硅碳负极；钴酸锂电池。其中磷酸铁锂电池体系碳纳米管需求约 11 吨 /GWh，三元石墨体系约 1.6-3.2 吨/GWh，高镍硅碳体系约 6.1 吨/GWh，钴酸锂电池体系约 2 吨/GWh。根据测算，中性预计2025年全球锂电用碳纳米管粉体需求量将达到1.1万吨，2021-2025 年年均复合增速达到 43.8%。

格局：行业集中度高，二线企业竞争加剧

行业集中度进一步提升，未来二线企业竞争可能加剧。随着碳纳米管作为新型导电剂开始逐步被 锂电池生产企业接受，更多相关生产企业进入市场，从2021年出货量看，排名前五的企业分别为 天奈科技、集越纳米、卡博特（2020 年 4 月收购三顺纳米）、青岛昊鑫（道氏技术子公司）和无 锡东恒，2021 年行业 CR5 达到 86.6%.相比 2017 年行业集中度进一步提升。展望未来，头部企 业有望凭借技术和客户等优势巩固优势，而随着更多企业进入碳纳米管行业，未来二线企业面临 竞争可能加剧。

各企业的碳纳米管性能各有不同。碳纳米管的长径比（长度和直径比）、碳纯度是影响碳纳米管 导电性能的两个核心指标，二者数值越大，碳纳米管性能越好。各家生产企业的产品技术指标各 不相同，下游锂电厂商根据自身需求选择或者定制不同参数的产品。

壁垒：碳纳米管具备多重技术壁垒，原材料占比高

碳纳米管的研发难点主要在于碳纳米管管径和管长的控制方法及各项性能指标的测试，包括催化 剂的制备研发、碳纳米管积碳生长研发、碳纳米管应用研发 3 个方面。催化剂的研发工艺：（1）溶解：硝酸铁、硝酸镁、硝酸铝、硝酸锰等完全溶解于纯水（通常为 过渡金 属） ；（ 2） 沉淀 ： 加入氨 水使 硝酸盐 生成 金 属氢氧 化物 沉淀， 化学 反 应式为 MNO3+NH3H2O—>MOH+NH4NO3（其中 M 代表:铁、锰、铝等金属）；（3）焙烧：将沉淀反应 生成的氢氧化物分解成金属氧化物的催化剂，达到催化剂产品的要求后进入到下部工序，化学反 应式为 2MOH—>M2O+H2O。

碳纳米管积碳生长研发：原理为采用气相沉积法（CVD）研发制备碳纳米管，主要生成机理为： 碳源气体丙烯在高温 700℃左右吸附到金属催化剂上后 碳源反应裂解生成碳原子，当其中碳的浓 度达到一定程度后过饱和析出，在催化剂颗粒四周上生长成规则排列的管状石墨层结构的碳纳米 管。生长碳纳米管的化学方程式为：2C3H8—>C6（碳纳米管）+8H2 。碳纳米管的应用研发（导电浆料）：主要是制备碳纳米管的高效分散溶液，溶剂主要为有机溶剂 N-甲基吡咯烷酮（NMP），适量添加分散剂聚乙烯吡咯烷酮（PVP）来加强分散效果。碳纳米管由于是尺度很小的纳米材料，比表面积大，呈聚集状态，而在其它材料体系中应用最关键就是要 把碳纳米管完全分散到非聚集的“单根状态”，目前最好的分散手段是高速研磨和超声分散。

原材料价格占比高，上游易受 BDO 影响。根据天奈科技 2020 年成本构成情况，碳纳米管浆料的 原材料成本占比高达 70%，原材料主要为 NMP、丙烯、分散剂、液氮等，其中 NMP 占比高达 89%。NMP 成本占比高，且 NMP 主要原材料 BDO（1,4-丁二醇）为大宗化工产品，因此碳纳米 管成本受原材料成本波动较大。2021 年锂电池市场需求旺盛导致上游原材料 NMP 供不应求，另 外 BDO 上游电石受到环保限制，供应不足，从而导致 NMP 价格出现大幅上涨，碳纳米管企业成 本端普遍承压，而天奈科技通过子公司新纳环保自行回收并生产 NMP，较好地平滑了原材料 NMP 价格波动的风险。

多重优势共振，龙头地位难撼

独占使用权技术加持，自主研发能力续航

公司 2007 年与魏飞教授正式合作，获得了魏教授相关发明专利的独占许可使用权，历经近 5 年时 间开发并掌握了纳米聚团流化床宏量制备碳纳米管的产业化技术，2011 年成立天奈科技。基于清 华大学层状载体催化剂的概念，天奈自主开发了第二代碳纳米管催化剂并自主实现第二代碳纳米 管产品的产业化，并具有自主知识产权；此外公司掌握具有自主知识产权的第三代催化剂及碳纳 米管产品的技术、掌握具有自主知识产权的碳纳米管复合产品的技术。

公司整体研发投入持续增长、海内外专利助力产品新升级。从研发投入来看，公司坚持研发驱动 和人才投入，保证产品未来的持续升级，为公司持续发展提供动力。截至 2022 年 Q3，公司专利 数量持续上升，除大陆专利之外，在日本、韩国、中国台湾等地也保有技术专利。公司预见到下 游替代需求和新增市场需求，持续加大研发布局，2019 年研发费用同比增长 30%，2020 年研发 费用同比增长 32.14% ，在 2021 年迎来收获期。

公司管理层具有良好的海内外教育背景，行业积累深厚。公司实际控制人郑涛先生 1984~1988 年 于南京大学就读，获得物理学学士学位，之后先后在 University of Toronto、Simon Fraster University 就读，分别获得物理学硕士、物理学博士学位。1995 年 10 月在《科学》杂志上发表 “碳纳米管导电浆料毛利率及归母净利率”的论文。1996.8~1997.5 在 Dalhousie University 物理 系从事博士后研究工作；1997.5~2000.12 在 Telcordia/Bellcore 担任研究科学家。郑先生作为公 司的一把手，扎实的行业研究储备奠定了公司稳健的研发策略，为公司的长远发展打下很好的技 术基础。

高技术壁垒和高市占率，公司龙头地位稳固

公司核心技术壁垒为碳纳米管领域的技术积累。碳纳米管的研发难点主要在于碳纳米管管径和管 长的控制方法及各项性能指标的测试，包括催化剂的制备研发、碳纳米管积碳生长研发、碳纳米 管应用研发 3 个方面。天奈科技创始人拥有丰富的锂电产业履历，经过多年的研发积累，公司已 经具有自主知识产权的纳米管复合产品的技术。

公司市占率绝对优势，积极布局产能巩固龙头地位。天奈科技 2017 年的出货量占比为 31%， 2021 上升至 43%。 2021 年中国新型导电剂浆料市场总规模达到 9.8 万吨，同比 2020 年增长 61.5%；其中碳纳米管导电浆料市场规模为 7.8 万吨，增长 62%，国内碳纳米管浆料产能主要集中在天奈、昊鑫、三顺纳米、德方、集越纳米等企业上。在占据绝对强势的市占率之后，天奈科 技也在积极布局碳纳米管的产能。公司筹建中的生产项目包括：“年产 300 吨纳米碳材与 2,000 吨导电母粒、8,000 吨导电浆料项目”、“碳纳米管与副产物氢及相关复合产品生产项目”、 “碳纳米管复合产品生产项目”、“年产 8,000 吨碳纳米管导电浆料生产线项目”。

下游绑定大客户。公司大客户比重提升，结构不断优化。2016 和 2017 年客户主要为沃特玛、比 亚迪；2018 年沃特玛影响消除，比亚迪放量，ATL 上量；2019 年宁德时代翻倍增长，星恒能源 起量；2020 年 ATL 放量、宁德时代稳定增长；2021 年：宁德时代和比亚迪迸发中航锂电放量。 公司与上述客户合作前，均经过了详细的送样和多轮反复测试，并最终经过认证成为其合格供应 商。认证通过后，上述客户和合格供应商的合作较为稳固。

积极布局海外市场。公司拟通过全资子公司 C-Nano Technology Limited（以下简称“BVI 天奈”） 在美国内华达州里诺市全资设立天奈科技（美国）有限公司（以下简称“美国天奈”），以此在 当地建立公司目前主营产品碳纳米管及其复合材料等相关产品的生产基地，建厂并开展“年产 8000 吨碳纳米管导电浆料生产线项目”。以拓展海外业务，提高国际知名度和竞争力。

（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。）