前言:
近年來(lái)隨著(zhù)“雙碳”政策推進(jìn),新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,動(dòng)力電池受新能源汽車(chē)終端需求提升帶動(dòng),進(jìn)而推進(jìn)鋰離子電池導電劑市場(chǎng)。傳統導電劑應用已相當成熟,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(kāi)始逐步滲透,預計2025年新型導電劑占比將達50%。導電劑開(kāi)啟國產(chǎn)化趨勢,國產(chǎn)化率將不斷提升。
一、國內動(dòng)力電池裝車(chē)量提高,推進(jìn)鋰離子電池導電劑市場(chǎng)
根據觀(guān)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(lái)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(shí)會(huì )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(guò)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(shí)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(cháng)電池使用壽命。
近年來(lái)隨著(zhù)“雙碳”政策推進(jìn),新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,動(dòng)力電池受新能源汽車(chē)終端需求提升帶動(dòng),進(jìn)而推進(jìn)鋰離子電池導電劑市場(chǎng)。根據數據,2024年,我國動(dòng)力電池裝車(chē)量已達548.4GWh,同比增長(cháng)41.45%;我國鋰電池導電劑出貨量約為5.5萬(wàn)噸,同比增加20%。
數據來(lái)源:觀(guān)研天下數據中心整理
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二、傳統導電劑應用成熟,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(lèi)、導電石墨類(lèi)、氣相生成碳纖維 VGCF等傳統導電劑和碳納米管、石墨烯等新型導電劑。
傳統導電劑在中國已應用多年,電池企業(yè)應用已相當成熟,加之常規類(lèi)導電劑分散相對簡(jiǎn)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(chǎng)首選。其中炭黑2020 年占比約 72%。
但傳統導電劑長(cháng)期依賴(lài)海外企業(yè),產(chǎn)品主要來(lái)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(xué)和日本昭和電工等;同時(shí)隨著(zhù)動(dòng)力市場(chǎng)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(kāi)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(lèi)別 |
分類(lèi) |
優(yōu)點(diǎn) |
缺點(diǎn) |
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傳統導電劑 |
炭黑類(lèi)導電劑 |
SP |
價(jià)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(lài)進(jìn)口 |
科琴黑 |
添加量較小,適用于高倍率、高容量型鋰電池 |
價(jià)格貴,分散難、全依賴(lài)進(jìn)口 |
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乙炔黑 |
吸液性較好,有助提升循環(huán)壽命 |
價(jià)格較貴,影響極片壓實(shí)性能,主要依賴(lài)進(jìn)口 |
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導電石墨類(lèi)導電劑 |
顆粒度較大,有利于提升極片壓實(shí)性能 |
添加量較大,主要依賴(lài)進(jìn)口 |
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VGCF |
導電性?xún)?yōu)異 |
分散困難、價(jià)格高、全依賴(lài)進(jìn)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(jià)格較高 |
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石墨烯導電劑 |
導電性?xún)?yōu)異,比表面積大,可提升極片壓實(shí)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(lái)源:觀(guān)研天下整理
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從碳納米管看,碳納米管擠出電化學(xué)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(jìn)一步降低阻抗至 22.80Ω,導電性能相比傳統導電劑有明顯提升。
不同導電劑阻抗對比
導電劑種類(lèi) | 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 |
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不同導電劑體電阻率對比
導電劑種類(lèi) | 含1%不同類(lèi)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 |
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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(kāi)啟國產(chǎn)化趨勢。傳統導電劑方面,2020 年前 SP、科琴黑、乙炔 黑等導電炭黑主要從國外進(jìn)口,國產(chǎn)企業(yè)雖有布局但產(chǎn)品綜合性?xún)r(jià)比不及海外。2021 年 以來(lái)新能源汽車(chē)加速滲透背景下帶來(lái)導電炭黑國產(chǎn)化機遇,黑貓股份等部分傳統炭黑企業(yè)實(shí)現產(chǎn)能技術(shù)突破,開(kāi)始切入國內市場(chǎng)。新型導電劑方面,隨著(zhù)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(dòng)天奈科技、三順納米、青島昊鑫等國內企業(yè)不斷突破碳納米管宏量生產(chǎn)技術(shù),開(kāi)啟國產(chǎn)替代浪潮。
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根據數據,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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