前言:
近年來隨著“雙碳”政策推進,新能源汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,動力電池受新能源汽車終端需求提升帶動,進而推進鋰離子電池導電劑市場。傳統(tǒng)導電劑應(yīng)用已相當成熟,其中炭黑2020 年占比約 72%。碳納米管等新型導電劑將憑借更好的導電性能開始逐步滲透,預計2025年新型導電劑占比將達50%。導電劑開啟國產(chǎn)化趨勢,國產(chǎn)化率將不斷提升。
一、國內(nèi)動力電池裝車量提高,推進鋰離子電池導電劑市場
根據(jù)觀研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國導電劑行業(yè)發(fā)展趨勢研究與未來投資分析報告(2025-2032年)》顯示,導電劑是鋰電池關(guān)鍵輔材,涂覆于正極材料和負極材料。在極片制作時會加入 一定量的導電劑,用于增加電子和鋰離子的導電性,通過在活性物質(zhì)表面形成導電 網(wǎng)絡(luò)加快電子傳輸速率,同時可吸收和保持電解液,為鋰離子提供更多電解質(zhì)界 面,從而提高電池充電效率和延長電池使用壽命。
近年來隨著“雙碳”政策推進,新能源汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,動力電池受新能源汽車終端需求提升帶動,進而推進鋰離子電池導電劑市場。根據(jù)數(shù)據(jù),2024年,我國動力電池裝車量已達548.4GWh,同比增長41.45%;我國鋰電池導電劑出貨量約為5.5萬噸,同比增加20%。
數(shù)據(jù)來源:觀研天下數(shù)據(jù)中心整理
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二、傳統(tǒng)導電劑應(yīng)用成熟,碳納米管等新型導電劑將不斷滲透
鋰電池導電劑包括炭黑類、導電石墨類、氣相生成碳纖維 VGCF等傳統(tǒng)導電劑和碳納米管、石墨烯等新型導電劑。
傳統(tǒng)導電劑在中國已應(yīng)用多年,電池企業(yè)應(yīng)用已相當成熟,加之常規(guī)類導電劑分散相對簡單,電池企業(yè)一般直接采購導電劑粉體自行分散,仍為電池廠首選。其中炭黑2020 年占比約 72%。
但傳統(tǒng)導電劑長期依賴海外企業(yè),產(chǎn)品主要來自于美國卡博特(Cabot)、瑞士特密高(TIMCAL)、日本獅王(Lion)、日本電氣化學和日本昭和電工等;同時隨著動力市場對鋰離子電池能量密度、循環(huán)壽命、快充性能等方面的性能要求提高,新型導電劑將憑借更好的導電性能開始逐步滲透。預計2025年新型導電劑占比將達50%。
不同導電劑性能對比
類別 |
分類 |
優(yōu)點 |
缺點 |
|
傳統(tǒng)導電劑 |
炭黑類導電劑 |
SP |
價格便宜,經(jīng)濟性高 |
導電性能相對較差,添加量大,降低正極活性物質(zhì)占比,全依賴進口 |
科琴黑 |
添加量較小,適用于高倍率、高容量型鋰電池 |
價格貴,分散難、全依賴進口 |
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乙炔黑 |
吸液性較好,有助提升循環(huán)壽命 |
價格較貴,影響極片壓實性能,主要依賴進口 |
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導電石墨類導電劑 |
顆粒度較大,有利于提升極片壓實性能 |
添加量較大,主要依賴進口 |
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VGCF |
導電性優(yōu)異 |
分散困難、價格高、全依賴進口 |
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新型導電劑 |
碳納米管導電劑 |
導電性能優(yōu)異,添加量小,提升電池能量密度,提升電池循環(huán)壽命性能 |
需要預分散,價格較高 |
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石墨烯導電劑 |
導電性優(yōu)異,比表面積大,可提升極片壓實性能 |
分散性能較差,需要復合使用,使用相對局限(主要用于磷酸鐵鋰電池) |
資料來源:觀研天下整理
數(shù)據(jù)來源:觀研天下數(shù)據(jù)中心整理
從碳納米管看,碳納米管擠出電化學性能優(yōu)勢明顯。碳納米管的 EIS 阻抗為 49.40Ω,只有 SP導電炭黑的一半,并且如果將其與石墨烯復合,能夠進一步降低阻抗至 22.80Ω,導電性能相比傳統(tǒng)導電劑有明顯提升。
不同導電劑阻抗對比
導電劑種類 | 混合比例 | EIS阻抗(Ω) |
SP | - | 100 |
科琴黑 | - | 87.5 |
碳納米管 | - | 49.4 |
石墨烯 | - | 286.2 |
SP+科琴黑 | 1:01 | 52.7 |
SP+碳納米管 | 3:02 | 55.3 |
SP+石墨烯 | 5:01 | 43.2 |
碳納米管+石墨烯 | 3:02 | 22.8 |
SP+碳納米管+石墨烯 | 67:30:03 | 50.4 |
資料來源:觀研天下整理
不同導電劑體電阻率對比
導電劑種類 | 含1%不同類型導電劑的磷酸鐵鋰正極極片的體電阻率(歐姆·厘米) |
VGCF | 67.7 |
SP | 78.76 |
石墨烯 | 36.62 |
石墨烯和碳納米管復合 | 8.11 |
公司第一代產(chǎn)品 | 29.74 |
公司第二代產(chǎn)品 | 12:57 |
公司第三代產(chǎn)品 | 6:57 |
資料來源:觀研天下整理
三、本土企業(yè)加快布局,導電劑國產(chǎn)化率不斷提升
導電劑開啟國產(chǎn)化趨勢。傳統(tǒng)導電劑方面,2020 年前 SP、科琴黑、乙炔 黑等導電炭黑主要從國外進口,國產(chǎn)企業(yè)雖有布局但產(chǎn)品綜合性價比不及海外。2021 年 以來新能源汽車加速滲透背景下帶來導電炭黑國產(chǎn)化機遇,黑貓股份等部分傳統(tǒng)炭黑企業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)能技術(shù)突破,開始切入國內(nèi)市場。新型導電劑方面,隨著碳納米管的量產(chǎn)導致成本不斷下探、其優(yōu)異的導電性能受到下游青睞,推動天奈科技、三順納米、青島昊鑫等國內(nèi)企業(yè)不斷突破碳納米管宏量生產(chǎn)技術(shù),開啟國產(chǎn)替代浪潮。
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根據(jù)數(shù)據(jù),2018 年導電劑國產(chǎn)化率達 31.2%, 2022 年導電劑國產(chǎn)化率達 50%以上,預計2026年導電劑國產(chǎn)化率將超70%。
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