1、 证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责条款 碳纳米管龙头，碳纳米管龙头，行业行业需求需求+技术技术迭代迭代双轮双轮驱动驱动 天奈科技（688116.SH）投资价值分析报告2022.1.12 中信证券研究部中信证券研究部 核心观点核心观点 天奈科技是全球碳纳米管龙头企业。受益于磷酸铁锂渗透率提升、硅碳负极加天奈科技是全球碳纳米管龙头企业。受益于磷酸铁锂渗透率提升、硅碳负极加速应用以及电动车快充的高确定性趋势，碳纳米管凭借性能优势，有望加速替速应用以及电动车快充的高确定性趋势，碳纳米管凭借性能优势，有望加速替代传统导电剂，预计市场空间复合增速将超代传统导电剂，预计市场空间复合增速将超 60%。公
2、司已量产三代产品，并在。公司已量产三代产品，并在积极开发单壁和寡壁碳纳米管，有望继续强化竞争优势。此外，预计导电母粒积极开发单壁和寡壁碳纳米管，有望继续强化竞争优势。此外，预计导电母粒产能将有序释放，未来将带动公司新一轮增长。首次覆盖，给予“买入”评级。产能将有序释放，未来将带动公司新一轮增长。首次覆盖，给予“买入”评级。 公司：全球碳纳米管龙头企业，下游客户广泛公司：全球碳纳米管龙头企业，下游客户广泛。天奈科技主要生产碳纳米管，目前已量产三代产品，正在开发单壁和寡壁产品，主要客户包括宁德时代、比亚迪、ATL 等。2021 年 1-9 月比亚迪和宁德时代是公司前两大客户，未来公司将继续受益于电
3、池厂商碳纳米管渗透率的提升。2021 年前三季度公司营收 9.1亿元，同比+189%，归母净利润 2.0 亿元，同比+165%，主要受益于下游电池出货量的增长和碳纳米管渗透率的提升。公司实控人为公司核心管理层团队，均具有丰富的技术积累和行业经验，公司通过多个员工持股平台保障核心技术人员稳定并充分激励员工。 行业行业：复合增速复合增速预计达预计达 64%，技术壁垒高，技术壁垒高。与传统导电剂相比，碳纳米管具有更好的导电性能，将提升电池的能量密度和充电效率，其渗透率正在快速提升。往后看，1）电池提升能量密度需求强烈，碳纳米管添加量少，可间接提高能量密度，在高镍三元和磷酸铁锂正极材料中均有望加速渗透
4、；2）硅碳负极作为新一代技术预计将得到快速应用，在 4680 电池中有望率先添加单壁碳纳米管；3）碳纳米管提升电池快充性能，顺应电动车快充趋势。经测算，我们认为 2025 年全球碳纳米管市场空间为 301 亿元，相较于 2021 年的复合增速为 64%。行业集中度高，2020 年国内 CR4 为 84%。行业壁垒体现在催化剂的配方和制备、粉体和浆料的生产工艺、设备的自研能力等方面。 公司竞争力：天奈技术领先性强，构筑一体化竞争壁垒公司竞争力：天奈技术领先性强，构筑一体化竞争壁垒。1）掌握核心催化剂生产技术：公司自制碳纳米管粉体的核心原料催化剂，掌握配方、制备方法和生产设备，具有多项专利，可有效
5、控制产品的管径、长度和纯度；2）掌握粉体和浆料的核心技术：公司碳纳米管产品管径更小、长度更长、纯度更高，技术领先竞争对手；3）掌握核心设备制造能力：公司拥有石墨化炉、超高温炉和砂磨机等核心设备的多项专利，利于改进工艺、提升产品品质并降低成本；4）公司积极布局单壁和寡壁碳纳米管产品，进一步强化竞争优势。 风险因素：风险因素：全球碳纳米管渗透率不及预期；公司第四代和第五代产品研发进度不及预期；硅碳负极的应用进度不及预期；竞争格局恶化，公司竞争力下降。 投资建议：投资建议：天奈科技是全球碳纳米管龙头企业。受益于磷酸铁锂渗透率提升、硅碳负极加速应用以及电动车快充的高确定性趋势，碳纳米管凭借性能优势，有
6、望加速替代传统导电剂，预计市场空间复合增速将超 60%。公司已量产三代产品，并在积极开发单壁碳纳米管，有望继续强化竞争优势。此外，预计导电母粒产能将有序释放，未来带动公司新一轮增长。我们预计公司 2021-2023 年收入分别为 14.11/27.80/45.28 亿元，归母净利润分别为 3.03/6.14/11.35 亿元。考虑到可比公司 2022 年平均 60 倍 PE， 结合天奈科技行业龙头地位， 以及未来两年利润有望高速增长，给予 2022 年 65 倍 PE，对应目标价 172 元。首次覆盖，给予“买入”评级。 天奈科技（天奈科技（688116.SH）投资价值分析报告投资价值分析报告
7、2022.1.12 证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责条款 项目项目/年度年度 2019 2020 2021E 2022E 2023E 营业收入(百万元) 386.43 471.95 1,410.69 2,779.67 4,527.93 营业收入增长率 YoY 18% 22% 199% 97% 63% 净利润(百万元) 110.09 107.25 303.42 613.89 1,134.95 净利润增长率 YoY 63% -3% 183% 102% 85% 每股收益 EPS(基本)(元) 0.47 0.46 1.31 2.64 4.89 毛利率 48% 39% 36% 39% 42% 净资
8、产收益率 ROE 6.96% 6.46% 15.58% 24.40% 32.17% 每股净资产（元） 6.81 7.15 8.39 10.83 15.19 PE 283.11 290.60 102.72 50.77 27.46 PB 19.71 18.77 16.00 12.39 8.84 PS 80.65 66.04 22.09 11.21 6.88 EV/EBITDA 208.47 208.21 80.26 40.65 22.42 资料来源：Wind，中信证券研究部预测 注：股价为 2022 年 1 月 11 日收盘价 天奈科技天奈科技 688116 评级评级 买入（首次）买入（首次） 当
9、前价 134.21元 目标价 172.00元 总股本 232百万股 流通股本 179百万股 总市值 312亿元 近三月日均成交额 400百万元 52周最高/最低价 179.3/49.95元 近1月绝对涨幅 -10.76% 近6月绝对涨幅 -3.79% 近12月绝对涨幅 123.48% nMsMmOoQmQzRpNpMxOxPvMaQ9R7NtRqQsQsQkPnNqRjMpOtQ8OrRyRuOoOrOwMrRzQ 天奈科技（天奈科技（688116.SH）投资价值分析报告投资价值分析报告2022.1.12 请务必阅读正文之后的免责条款部分 目录目录 碳纳米管行业龙头，技术引领增长碳纳米管行业龙
10、头，技术引领增长 . 1 碳纳米管行业龙头 . 1 营收高速增长，盈利能力强. 1 行业增长驱动：加速替代传统导电剂行业增长驱动：加速替代传统导电剂 . 4 三大催化因素加速碳纳米管渗透 . 4 渗透率已快速提升，未来复合增速超 60% . 8 行业集中度高，公司全球领先行业集中度高，公司全球领先 . 10 壁垒：技术和研发能力要求高 . 10 催化剂是生产碳纳米管粉体过程中最核心的原料 . 11 提纯过程至关重要 . 13 分散是浆料生产的核心环节. 13 技术迭代属性强 . 15 行业集中度高，国内企业竞争力强 . 16 自主研发，构筑一体化生产能力自主研发，构筑一体化生产能力 . 18
11、掌握核心材料：自制催化剂. 18 掌握核心工艺：针对硅碳负极的粉体和浆料生产 . 19 熟悉电池正负极材料及性能. 20 掌握核心制造能力：关键设备自制 . 21 产能规模全球最大，扩产速度快 . 21 一体化优势显著，盈利能力强 . 22 中长期潜力可期 . 23 风险因素风险因素 . 24 盈利预测及估值评级盈利预测及估值评级 . 24 重要假设. 24 估值分析. 26 天奈科技（天奈科技（688116.SH）投资价值分析报告投资价值分析报告2022.1.12 请务必阅读正文之后的免责条款部分 插图目录插图目录 图 1：公司发展历程 . 1 图 2：碳纳米管粉体 . 1 图 3：碳纳米管
12、导电浆料 . 1 图 4：公司 2016-2021Q3 营业收入及增速 . 2 图 5：公司 2016-2021Q3 归母净利润及增速 . 2 图 6：公司 2016-2021H1 分业务营业收入 单位：亿元. 2 图 7：公司 2016-2021H1 分业务毛利率 . 2 图 8：公司 2016-2021Q3 费用率 . 3 图 9：公司股权结构 . 3 图 10：锂电池导电剂接触方式. 4 图 11：不同接触类型导电剂示意图 . 4 图 12：LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2和 CNT/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2首次充放电曲线 . 6 图 13：单壁碳纳米管示意图 . 7
13、 图 14：单壁碳纳米管的优势 . 7 图 15：单壁碳纳米管使硅碳负极电池的循环性能提升四倍 . 7 图 16：4680 电池结构示意图 . 8 图 17：4680 成本降低 . 8 图 18：导电剂占电池成本 . 9 图 19：碳纳米管占整车成本 . 9 图 20：中国锂电池导电剂渗透率 . 9 图 21：碳纳米管粉体制备工艺. 11 图 22：碳纳米管浆料制备工艺. 11 图 23：催化剂浓度与碳纳米管平均直径的关系曲线 . 12 图 24：催化剂浓度与碳纳米管平均长度的关系曲线 . 12 图 25：格瑞芬使用成分为过渡金属盐和非活性组分盐催化剂制成的碳纳米管 SEM 图 . 13 图
14、26：厦门大学使用 Ni4.5Mg4.5Al1催化剂制成的碳纳米管投射电镜照片 . 13 图 27：碳纳米管提纯方法归纳. 13 图 28：使用乙醇分散剂后滴样图 . 14 图 29：使用 NMP 分散剂后滴样图 . 14 图 30：OCSiAl 发展历程 . 15 图 31：OCSiAl 单壁碳纳米管产品 TUBALL . 16 图 32：OCSiAl 单壁碳纳米管成本与产能 . 16 图 33：中国锂电池导电剂国产化率变化情况 . 16 图 34：2017 年中国碳纳米管导电浆料市场竞争格局（出货量） . 17 图 35：2020 年中国碳纳米管导电浆料市场竞争格局（出货量） . 17 图
15、 36：2016-2019 年厂商新型锂电导电剂收入（亿元） . 17 图 37：天奈科技催化剂生产方法 . 18 图 38：尖晶石复合催化剂制备的工艺流程 . 18 图 39：尖晶石催化剂的 XRD（X 射线衍射）图 . 19 图 40：按专利流程制备的各碳纳米管的 TEM 分析表格 . 19 图 41：硅基活性复合导电浆料放大 10000 倍的极片 SEM 图 . 19 图 42：硅基活性导电浆料按照硅含量占比总活性物质的 10%掺杂在负极体系中的 300th 天奈科技（天奈科技（688116.SH）投资价值分析报告投资价值分析报告2022.1.12 请务必阅读正文之后的免责条款部分 循环
16、性能图示 . 19 图 43：实施专利流程制备的橄榄石型磷酸铁锂正极材料 SEM 图 . 20 图 44：本专利中橄榄石型磷酸盐类嵌锂正极材料的制备方法 . 20 图 45：混合粉末和高温产物的 XRD 图 . 20 图 46：实施专利流程制备的锂电池负极材料 SEM 图. 20 图 47：本实用新型一种双层玻璃反应釜的结构示意图 . 21 图 48：本实用新型另一种双层玻璃反应釜的结构示意图 . 21 图 49：天奈科技导电浆料历年产能及未来规划（单位：万吨） . 22 图 50：2014-2021Q3 三顺纳米、青岛昊鑫与天奈科技毛利率对比 . 22 图 51：2014-2021Q3 三顺
17、纳米、青岛昊鑫与天奈科技净利率对比 . 23 图 52：2017 年青岛昊鑫、三顺纳米与天奈科技成本结构对比 . 23 图 53：2017 年天奈科技和其他竞争对手的产品单价（万元/吨） . 23 图 54：导电塑料部分应用场景. 24 图 55：可比公司 wind 一致预测 PE . 26 表格目录表格目录 表 1：公司管理层介绍 . 3 表 2：锂电池领域主要导电剂的阻抗、价格、添加量和优缺点 . 5 表 3：全球磷酸铁锂正极材料对 CNT 导电浆料需求的市场空间测算 . 5 表 4：单壁碳纳米管在负极中的市场空间预测 . 8 表 5：全球碳纳米管市场空间测算 . 10 表 6：各公司 C
18、NT 产品纯度对比 . 11 表 7：不同催化剂的优劣 . 12 表 8：碳纳米管粉体的分散方法 . 14 表 9：公司三代产品的性能、产业化时间 . 15 表 10：碳纳米管行业主要公司信息 . 17 表 11：公司经营模型拆分 . 25 天奈科技（天奈科技（688116.SH）投资价值分析报告投资价值分析报告2022.1.12 请务必阅读正文之后的免责条款部分 1 碳纳米管行业碳纳米管行业龙头，技术引领增长龙头，技术引领增长 碳纳米管行业龙头碳纳米管行业龙头 深耕碳纳米管行业，自主开发成为行业龙头深耕碳纳米管行业，自主开发成为行业龙头。公司成立于 2007 年，在获得清华大学专利授权的基础
19、上开发出第一代产品，之后通过自主开发，已成功量产第二代和第三代产品，并正在开发第四代产品，是国内和全球最大的碳纳米管（CNT）生产企业。公司客户包括动力电池和消费电池企业，如宁德时代、比亚迪、亿纬锂能、新能源科技（ATL）等。 图 1：公司发展历程 资料来源：公司公告，中信证券研究部 公司生产公司生产纳米级纳米级导电材料导电材料，掌握碳纳米管粉体和浆料核心技术掌握碳纳米管粉体和浆料核心技术。公司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，同时向上游催化剂环节延伸，具备核心技术。2021 年 1-3 月，公司第一代产品销量为 1613 吨，占比 28.7%
20、，第二代产品销售 3734 吨，占比 66.5%，第三代产品销售 265 吨，占比 4.7%。 图 2：碳纳米管粉体 图 3：碳纳米管导电浆料 资料来源：公司招股说明书 资料来源：公司招股说明书 营收高速营收高速增长，盈利能力强增长，盈利能力强 天奈科技（天奈科技（688116.SH）投资价值分析报告投资价值分析报告2022.1.12 请务必阅读正文之后的免责条款部分 2 受益于下游行业的高景气度，受益于下游行业的高景气度，公司公司 2021 年年前三季度前三季度营收营收和利润快速增长和利润快速增长。2021 年前三季度国内新能源汽车销量 215.7 万辆， 同比+185.3%， 公司 202
21、1Q1-Q3 营收 9.12 亿元，同比+188.7%，归母净利润 2.04 亿元，同比+165.3%。公司 2021 年前三季度营收和利润均实现大幅提升，一方面是因为新能源汽车带动电池的出货量提升，另一方面我们预计是碳纳米管作为导电剂的渗透率提升所致。 图 4：公司 2016-2021Q3 营业收入及增速 图 5：公司 2016-2021Q3 归母净利润及增速 资料来源：公司公告，中信证券研究部 资料来源：公司公告，中信证券研究部 导电浆料收入占比超过导电浆料收入占比超过 95%，毛利率约毛利率约 40%。过去几年碳纳米管导电浆料贡献了公司营收的 95%以上，碳纳米管粉体主要用于自供，仅少量
22、外供。碳纳米管导电浆料毛利率接近 40%，粉体的毛利率超过 60%，我们认为主要原因是粉体的技术壁垒更高，且可外供粉体的企业相对较少。 图 6：公司 2016-2021H1 分业务营业收入 单位：亿元 图 7：公司 2016-2021H1 分业务毛利率 资料来源：公司公告，中信证券研究部 资料来源：公司公告，中信证券研究部 期间费用率整体呈下降趋势。期间费用率整体呈下降趋势。公司 2021Q1-Q3 销售/管理/财务/研发费用率分别为2.10%/4.77%/-0.48%/3.66%，其中销售费用率稳中有降，系公司与主要客户合作稳定，市场开拓的开支较少；管理费用率基本稳定，2016 年和 201
23、7 年费用率较高的原因是向员工授予股权激励费用所致；财务费用率维持低位；研发费用率相对稳定。期间费用率整体保持稳定并呈下降趋势。 134 308 328 386 472 912 0%20%40%60%80%100%120%140%160%180%200%005006007008009001000单位：百万元营业收入yoy10 (15)68 110 107 204 -300%-200%-100%0%100%200%300%400%500%600% (50) - 50 100 150 200 250单位：百万元归母净利润yoy132.25305.08325.34370.304
24、66.23519.201.112.232.192.185.512.04005006002001920202021H1碳纳米管导电浆料碳纳米管粉体48.73%41.93% 40.11%45.66%38.80%35.65%85.09%69.43%76.93%78.20%60.52%83.40%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%2001920202021H1碳纳米管导电浆料碳纳米管粉体 天奈科技（天奈科技（688116.SH）投资价值分析报告投资价值分析报告2022.1.12 请务必阅读正文之后的免责条款部分
25、3 图 8：公司 2016-2021Q3 费用率 资料来源：公司公告，中信证券研究部 公司股权结构分散且稳定，公司股权结构分散且稳定， 核心团队核心团队专注于纳米级碳材料行业。专注于纳米级碳材料行业。 公司控股股东为郑涛、张美杰、新奈共成、新奈智汇、新奈众诚、新奈联享四大员工持股平台以及佳茂杰科技，合计持有表决权 22.78%。 其中， 新奈智汇和新奈众诚为郑涛控制， 新奈联享为严燕控制，新奈共成为蔡永略控制，佳茂杰科技为严燕控制的合伙企业。子公司及孙公司中，除 BVI天奈从事海外知识产权维护和产品推广外，其余均从事纳米级碳材料的研发和生产。 图 9：公司股权结构 资料来源：公司公告，中信证券
26、研究部 核心人员为核心人员为一致行动人，一致行动人，大多技术出身且经验丰富大多技术出身且经验丰富。公司七大控股股东是一致行动关系，实际共同实际控制人郑涛、张美杰、严燕和蔡永略形成一致行动人。郑涛和张美杰是公司的核心技术人员，具备物理和化学专业背景，技术研发能力强，从业经验丰富；严燕学材料学专业，具有高级专业技术职称；蔡永略具有会计专业背景和材料行业从业经历。 表 1：公司管理层介绍 实际控制人实际控制人 公司职务公司职务 个人履历个人履历 郑涛 董事长、总经理、核心技术人员 南京大学物理学学士，多伦多大学物理学硕士，西蒙弗雷泽大学物理学博士 在科学杂志发表论文Mechanisms for Li
27、thium Insertion in Carbonaceous Materials 曾就职于 Telcordia/Bellcore、Voltix Technology Ltd、A123 Systems 5.6%3.9%3.6%3.8%3.6%2.1%26.8%16.2%6.3%7.3%7.3%4.8%5.8%4.5%5.0%5.5%6.0%3.7%0.5%0.9%0.1%0.7%0.5%-0.5%-5%0%5%10%15%20%25%30%2001920202021Q1-Q3销售费用率管理费用率研发费用率财务费用率 天奈科技（天奈科技（688116.SH）投资价值分析报告
28、投资价值分析报告2022.1.12 请务必阅读正文之后的免责条款部分 4 实际控制人实际控制人 公司职务公司职务 个人履历个人履历 “江苏省高层次创新创业人才引进计划”引进人才 江苏省“创新团队计划”引进团队领军人才 江苏省制造突出贡献先进个人荣誉称号 张美杰 董事、副总经理、核心技术人员 华中科技大学应用化学学士、应用化学硕士，加拿大渥太华大学化学博士 曾就职于上海材料研究院、加拿大 NEC Moli Energy Ltd、咸阳威力克能源有限公司、常州博杰新能源材料有限公司、佳英特（镇江）能源材料有限公司 中华人民共和国机械工业部科学技术进步奖 美国电化学学会加拿大分会优秀学生奖 “江苏省高
29、层次创新创业人才引进计划”引进人才 严燕 董事、副总经理 高级专业技术职称 西北工业大学材料系高分子材料专业学士，华南理工大学材料学院硕士 曾就职于深圳市创明电池技术有限公司、A123 System、Leyden Energy 2005 年深圳市科学技术二等奖 2006 年广东省科学技术三等奖 蔡永略 董事、副总经理、董事会秘书、财务负责人 长江大学会计学学士 曾就职于苏州多彩铝业有限责任公司， 苏州中来太阳能材料技术有限公司， 苏州中来光伏新材股份有限公司 资料来源：公司公告，中信证券研究部 行业增长驱动：加速替代传统导电剂行业增长驱动：加速替代传统导电剂 三大催化因素加速碳纳米管渗透三大催
30、化因素加速碳纳米管渗透 新型导电剂，线接触方式提升导电能力新型导电剂，线接触方式提升导电能力。与传统的炭黑类、导电石墨类、VGCF 等相比，碳纳米管是新型的导电剂，可在活性物质之间形成线接触式导电网络，大幅度增加了电极颗粒之间的接触。 图 10：锂电池导电剂接触方式 图 11：不同接触类型导电剂示意图 资料来源：三顺纳米招股书，中信证券研究部 资料来源：三顺纳米招股书 导电性能好，提升能量密度，导电性能好，提升能量密度，利于利于电池快充电池快充。导电性能其优势在于导电性能好、添加量少（添加量在 0.5%-1%，低于炭黑的 3%） 、可提升电池循环寿命、利于电池快充、并可间接提升电池的能量密度。
31、 天奈科技（天奈科技（688116.SH）投资价值分析报告投资价值分析报告2022.1.12 请务必阅读正文之后的免责条款部分 5 表 2：锂电池领域主要导电剂的阻抗、价格、添加量和优缺点 导电剂种类导电剂种类 EIS 阻抗阻抗（）（） 价格价格 （万元（万元/吨）吨） 添加量添加量 优点优点 缺点缺点 碳纳米管导电剂 49.4 45-55 0.5%-1% 导电性能优异， 添加量小， 最低可至 0.4%左右， 提升电池能量密度，提升电池循环寿命性能 需要预分散，价格较高 炭黑类 导电剂 SP 100 5.0-6.5 3% 价格便宜，经济性高 导电性能相对较差，添加量大，降低正极活性物质占比，
32、全依赖进口 科琴黑 87.5 / / 添加量较小， 适用于高倍率、 高容量型锂电池 价格贵，分散难，全依赖进口 乙炔黑 / / / 吸液性较好，有助提升循环寿命 价格较贵，影响极片压实性能，主要依赖进口 导电石墨类导电剂 / 14-16 / 颗粒度较大， 有利于提升极片压实性能 添加量较大，主要依赖进口 VGCF （气相生长碳纤维） / / / 导电性优异 分散困难、 价格高、 全依赖进口 石墨烯导电剂 286.2 40-50 / 导电性优异， 比表面积大， 可提升极片压实性能 分散性能较差，需要复合使用，使用相对局限 （主要用于磷酸铁锂电池） 资料来源：天奈科技招股说明书，中信证券研究部 1
33、）单位添加量少，间接提升电池能量密度）单位添加量少，间接提升电池能量密度 碳纳米管添加比例小于炭黑， 因此电池中可增加正极材料的用量， 进而提升能量密度，高镍三元搭配 CNT，可充分提升能量密度的潜力。对磷酸铁锂电池而言，提升能量密度的需求较为迫切，同时，磷酸铁锂自身导电性能比三元电池差，因此碳纳米管更适合磷酸铁锂电池。 磷酸铁锂磷酸铁锂份额提升，拉动碳纳米管需求份额提升，拉动碳纳米管需求。磷酸铁锂电池市场空间广阔： （1）主流车企加大磷酸铁锂版本车型的投放； （2）以比亚迪刀片电池为代表的磷酸铁锂电池在能量密度和成本方面优势明显，已经获得了市场认可； （3）储能需求增加，带动磷酸铁锂出货量提
34、升。 磷酸铁锂电池导电性差，磷酸铁锂电池导电性差，CNT 添加量约添加量约 1.5%。三元电池一般而言 CNT 添加比例为0.5%-1.0%，而磷酸铁锂导电性差，需要添加 1.5%左右的碳纳米管，随着未来磷酸铁锂需求量的提升，将带动 CNT 的应用，我们预测 2025 年全球磷酸铁锂正极材料对 CNT 导电浆料的需求量约 55 万吨，市场空间为 113 亿元。 表 3：全球磷酸铁锂正极材料对 CNT 导电浆料需求的市场空间测算 单位 2019 2020 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 国内市场 动力电池 装机量 GWh 62 63 157 274 342 531 7
35、75 铁锂电池份额 % 32% 35% 50% 50% 50% 50% 50% 储能电池 装机量 GWh 9 13 19 26 36 49 65 铁锂电池份额 % 100% 100% 100% 95% 90% 85% 85% 总计 铁锂电池装机量 GWh 29 35 97 161 204 307 443 磷酸铁锂 CNT 浆料单位用量 吨/GWh 900 900 900 894 888 882 876 CNT 渗透率 % 40% 45% 50% 60% 65% 70% 80% 天奈科技（天奈科技（688116.SH）投资价值分析报告投资价值分析报告2022.1.12 请务必阅读正文之后的免责条
36、款部分 6 市场空间用量 万吨 1.0 1.4 4.4 8.7 11.7 18.9 31.0 市场空间 亿元 2.8 3.5 10.8 21.4 27.0 41.7 65.1 海外市场 动力电池 装机量 GWh 54 74 133 240 336 460 604 磷酸铁锂电池类型份额 % 0% 0% 10% 15% 20% 25% 35% 储能电池 装机量 GWh 10 16 22 30 41 53 67 磷酸铁锂电池类型份额 % 5% 30% 50% 60% 65% 75% 85% 总计 磷酸铁锂电池类型装机量 GWh 1 5 24 54 94 154 269 CNT 渗透率 % 50% 5
37、0% 60% 65% 70% 75% 80% 市场空间用量 万吨 0.05 0.42 2.19 4.86 8.32 13.62 23.53 市场空间 亿元 0.1 0.5 3.2 7.9 14.6 25.7 47.8 总计 市场空间用量 万吨 1.1 1.8 6.6 13.5 20.1 32.6 54.5 市场空间 亿元 2.8 4.0 14.0 29.2 41.6 67.4 112.9 资料来源：GGII，中信证券研究部预测 2）碳纳米管利于电池快充，）碳纳米管利于电池快充，800V 电压平台加速碳纳米管的应用电压平台加速碳纳米管的应用 800V高压平台是各大主机厂积极布局的重要方向， 快充
38、将逐渐成为电动车的 “标配” ，而碳纳米管提升电池导电性能，利于电池快充快放。因此，电池厂和主机厂更加看重碳纳米管的性能，使用意愿有望加强。 图 12：LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2和 CNT/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2首次充放电曲线 资料来源：石墨烯/碳纳米管包覆高镍三元正极材料 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的制备及性能研究（张淑娴），中信证券研究部； 注： 不同 CNT 包覆量的 CNT/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2复合材料首次充放电比容量均大于 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2，且随着 CNT 包覆量增加，首次充放电比容量呈先增加后下降趋势，
39、0.5%-CNT/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的首次充放电比容量最大。 3）硅碳负极带动单壁碳纳米管的需求）硅碳负极带动单壁碳纳米管的需求 单壁碳纳米管性能更优单壁碳纳米管性能更优。与多壁碳纳米管相比，单壁碳纳米管柔韧、长径比更高、有效添加量仅为 0.1%、可生产任何颜色的导电材料且可生产透明导电材料，此外，可保持或改善材料的机械性能。 天奈科技（天奈科技（688116.SH）投资价值分析报告投资价值分析报告2022.1.12 请务必阅读正文之后的免责条款部分 7 图 13：单壁碳纳米管示意图 图 14：单壁碳纳米管的优势 资料来源：OCSiAl 官网 资料来源：OCSiAl 官网
40、硅碳负极硅碳负极提升电池能量密度，搭配碳纳米管性能更优提升电池能量密度，搭配碳纳米管性能更优。与传统用作负极材料的石墨相比，相同体积的硅可以存储的能量要高出十倍以上，硅：石墨= 4200 mAh / g：370 mAh / g，可有效提高电池容量和能量密度。但在电池充电和放电过程中，硅的体积会大幅膨胀（高达 300%)，进而导致出现裂缝，导致硅负极电池快速衰竭。单壁碳纳米管由于其高电导性、高柔韧性和长径比，可有效解决以上问题。 图 15：单壁碳纳米管使硅碳负极电池的循环性能提升四倍 资料来源：OCSiAl 官网，中信证券研究部。注：添加 TUBALL 单壁碳纳米管，可使用更高含量的 SiOx
41、助力实现350 Wh/kg。目前，行业领先的锂离子制造商已经认可，通过添加 TUBALL单壁碳纳米管可生产内含 20SiO 的负极，电池能量密度可高达 300Wh/kg 和 800Wh/l，同时，实现电池快速充电。与市场上优质的锂离子电池相比，含单壁碳纳米管的电池续航里程可提升 15以上。 4680 电池使用硅碳负极，有望率先添加单壁碳纳米管电池使用硅碳负极，有望率先添加单壁碳纳米管。4680 电池为特斯拉推出的新一代圆柱电池，其技术创新点在于大容量、高能量密度、低成本、无极耳设计，4680 电池兼具高镍、 硅碳负极、 快充快放等特点， 搭配单壁碳纳米管， 将有效提升电池综合性能。 天奈科技（
42、天奈科技（688116.SH）投资价值分析报告投资价值分析报告2022.1.12 请务必阅读正文之后的免责条款部分 8 图 16：4680 电池结构示意图 图 17：4680 成本降低 资料来源：特斯拉电池发布会 资料来源：特斯拉电池发布会 在提升能量密度和快充性能的需求之下，硅碳负极的渗透率有望加速提升，将带动单在提升能量密度和快充性能的需求之下，硅碳负极的渗透率有望加速提升，将带动单壁碳纳米管的使用量。壁碳纳米管的使用量。假设 2025 年硅碳负极的渗透率达到 30%，单壁 CNT 粉体价格为1300 万元/吨，在负极添加比例为 0.1%，我们测算对单壁 CNT 粉体的需求量超 500 吨
43、，市场空间约为 84 亿元。 表 4：单壁碳纳米管在负极中的市场空间预测 单位单位 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 全球电池装机量 GWh 424 673 868 1216 1648 硅碳负极渗透率 % 0% 2% 10% 20% 30% 单壁CNT添加比例 % 0.1% 0.1% 0.1% 0.1% 0.1% 浆料稀释比例 % 4% 4% 4% 4% 4% 市场空间 亿元 0 2 15 41 84 资料来源：GGII，中信证券研究部预测 渗透率已快速提升，未来复合增速超渗透率已快速提升，未来复合增速超 60% 下游客户对碳纳米管的成本敏感度较低。下游客户对碳纳米管
44、的成本敏感度较低。经过计算，单位 GWh 的电池对应的碳纳米管成本约 2000 万元（假设三元和磷酸铁锂 CNT 粉体的添加量分别为 1.0%和 1.5%） ，而每 GWh 电池对应的炭黑成本约为 340 万元（假设炭黑的添加量为 3%） 。假设 1GWh 的动力电池成本为 7.5 亿元，则 CNT 和炭黑占电池成本分别为 2.7%和 0.5%。对于带电量为 60KWh 的电动车（假设车辆物料成本为 15 万元）而言，碳纳米管价值量为 1200 元，占车辆成本约 0.8%。 相对于碳纳米管可提升的综合性能， 客户对其成本变动敏感度较低。 天奈科技（天奈科技（688116.SH）投资价值分析报告
45、投资价值分析报告2022.1.12 请务必阅读正文之后的免责条款部分 9 图 18：导电剂占电池成本 图 19：碳纳米管占整车成本 资料来源：公司招股说明书，中信证券研究部测算 资料来源：公司招股说明书，中信证券研究部测算 碳纳米管在动力锂电池领域的渗透率碳纳米管在动力锂电池领域的渗透率逐年提升逐年提升。根据高工产研锂电研究所数据，2014年碳纳米管在动力锂电池领域的渗透率仅为 13.6%，2018 年提升至 31.8%。未来碳纳米管有望进一步替代炭黑，成为动力锂电池领域的主流导电剂。 图 20：中国锂电池导电剂渗透率 资料来源：公司招股说明书，高工产研，中信证券研究部 我们我们预计预计 20
46、21 年全球动力锂电池领域年全球动力锂电池领域 CNT 行业空间为行业空间为 42 亿元，亿元，2025 年年达到达到 301亿元，亿元，CAGR=64%。假设三元正极中碳纳米管添加比例为 1.0%，导电浆料中粉体稀释比例为 4%；磷酸铁锂电池中碳纳米管添加比例为 1.5%，导电浆料中粉体稀释比例为 4%。硅碳负极：硅碳负极：假设负极材料中单壁碳纳米管添加比例为 0.1%。 2.70%0.50%0.00%0.50%1.00%1.50%2.00%2.50%3.00%CNT炭黑导电剂占电池成本0.80%CNT其他200172018炭黑66.0%63.1%55.1%53.0%5
47、0.0%导电石墨19.5%17.0%15.2%15.6%16.3%CNT13.6%18.8%27.9%29.5%31.8%石墨烯0.6%0.8%1.4%1.4%1.4%其他0.3%0.4%0.4%0.5%0.5%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%其他石墨烯CNT导电石墨炭黑 天奈科技（天奈科技（688116.SH）投资价值分析报告投资价值分析报告2022.1.12 请务必阅读正文之后的免责条款部分 10 表 5：全球碳纳米管市场空间测算 单位 2019 2020 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 正极 动力+储能 CNT 粉体添加比例
48、三元 % 1.00% 1.00% 1.00% 0.99% 0.98% 0.97% 0.96% 铁锂 % 1.50% 1.50% 1.50% 1.49% 1.48% 1.47% 1.46% 粉体稀释比例 % 4% 4% 4% 4% 4% 4% 4% CNT 浆料单价 三元 亿元/GWh 0.21 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 铁锂 亿元/GWh 0.24 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22 国内市场空间 三元 CNT 亿元 0.6 1.0 6.0 12.8 13.8 21.7 32.1 CNT 渗透率 % 10% 20% 40% 50% 50
49、% 60% 70% 铁锂 CNT 亿元 2.8 3.5 10.8 21.4 27.0 41.7 65.1 CNT 渗透率 % 40% 45% 50% 60% 60% 70% 80% 合计 亿元 3.4 4.5 16.8 34.2 40.8 63.3 97.3 海外市场空间 三元 亿元 0.6 1.4 6.0 13.9 23.3 36.0 47.9 CNT 渗透率 % 5% 10% 25% 35% 45% 55% 65% 铁锂 亿元 0.1 0.5 3.2 7.9 14.6 25.7 47.8 CNT 渗透率 % 50% 50% 60% 65% 70% 75% 80% 合计 亿元 1 2 9 2
50、2 38 62 96 消费 消费电池装机量 GWh 77 85 93 103 113 124 137 CNT 渗透率 % 80% 80% 85% 85% 85% 90% 90% 市场空间 亿元 14 14 16 18 19 23 25 硅碳负极 全球电池装机量 GWh 212 250 424 673 868 1216 1648 硅碳负极渗透率 % 0% 0% 0% 2% 10% 20% 30% 单壁 CNT 添加比例 % 0.1% 0.1% 0.1% 0.1% 0.1% 0.1% 0.1% 浆料稀释比例 % 4% 4% 4% 4% 4% 4% 4% 市场空间 亿元 0 0 0 2 15 41
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