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锂电中游环节最稀缺的量价齐升品种,随着下半年锂电排产50-100%,而供给端却鲜有增量,锂电炭黑将持续紧缺,预计价格将持续上行(已从6万涨至16万/吨,景气度持续至2024年),谁能突破空间极大。

导电炭黑的类别:炭黑主要分为橡胶炭黑和特种炭黑。橡胶炭黑体量较大。导电则属于特种炭黑的一类。目前炭黑制造商都使用油炉法进行生产,较低导电炭黑有很多类型,对应不同领域。2020年前,98%的导电炭黑由法国益瑞石提供。现在导电炭黑主要有三种类型:SuperP(一档产品,技术较领先)、颗心黑(日本生产,定位高端产品,产量受限)、乙炔黑。乙炔黑由油炉法(96%厂商使用)和乙炔裂解方法组成。乙炔裂解优势为纯净度较高,不容易出现性能突变。劣势为不能用于高端产品,导电性较差。2021年,电力电缆消耗导电炭黑8万吨左右,占比45%,工业品占比14%,包装行业(电子芯片)占比23.4%,动力电池消耗导电炭黑2万吨左右,占比11%,医疗产业占比1%-2%左右。未来看好动力电池以及包材行业,在未来3年内会有持续增长,其余行业也会有自然增长。国产导电炭黑目前只能用于中低端电线电缆以及一部分导电塑料。

壁垒角度:国产导电炭黑目前只能用于中低端电线电缆以及一部分导电塑料,对导电性,稳定性和纯净度的要求都比较高,其中导电性根据每家工艺区别差距较大,比较需求公司的技术储备,最难的部分是稳定性部分,与国外企业差距较大。SuperP目前还是电池正极主流材料。最高级的是锂离子导电炭黑,做的厂家不多,然后是电线电缆是大部分外资和几个民企都可以做,包材之类的导电炭黑是大部分外资和一些民营企业。锂离子电池,法国益瑞石(做的最早最好产品最全),日本denka,美国卡博特 (64.670, 0.880, 1.38%),这些公司都有一些产能的扩张,印度博拉(声称会做,但市面上没有)、日本三菱。国产方面,据说有产品与电池厂合作的是焦作和兴。还有山西永东,山东奈斯特,黑源化工等公司暂时都不具备深度研发锂电级导电炭黑的实力。
供需情况:2019年全球产量大概在3万吨左右,基本都来源于益瑞石。20年产能也没有明显变化。直到2021年4月之后需求增加,大概在4万吨左右,但产能还是在3.2万吨左右,新增产能主要由美国卡博特提供。2022年预计产能将发生明显变化,益瑞石在欧洲扩产2.5万吨,预计2024年投入使用,但在中国没有工厂,未来可能会逐渐退出中国市场。22年卡博特公司在国内空出一条生产线,大概可以释放一万吨产能。但产品处于2-3档之间。乙炔黑国内大概有8000吨左右的产能。

价格情况:在21年年底,锂电级导电炭黑价格在50-120元/公斤(目前150-160元/公斤),第二档对纯净度要求较低的导电炭黑价格在40-45元/公斤,包材行业只对纯净度有要求,价格在30-40元./公斤,低压电线电缆和低端塑料炭黑价格在18-30/元左右。橡胶炭黑目前在10000元/吨左右。价格与原料和供需情况有所挂钩。

专家问答环节:
Q:导电炭黑的纯净度提升依靠的是什么手段呢?处理难度与结构处理难度比较如何?
A:主要通过两个方面达到。第一是原料的纯净度,每一家都可以选到较为纯净的原材料。第二是在油炉法生成后的一系列处理方法(热处理,冷却水处理,酸化处理),在其中炭黑会产生金属离子、杂质等需要进行后去去除的部分。这种情况可以牺牲产能和一定的技术水平就可以达到,所以并不是特别难达到。但是导电效率与炭黑结构有关,炭黑的结构越大,导电性能越好,不过形成大结构的技术较为困难以及对大结构稳定性的要求。颗心黑与SuperP都可以做到较大的结构。

科琴黑产品:葡萄串较大,导电效率较好,只需要加一点科琴黑,就能达到非常好的导电效果,同时因为添加量较少,对整个体系性能影响较小,所以是非常高端的产品。

益瑞石的特点:葡萄串较大,并且非常稳定,是好的葡萄串。通常结构较大的葡萄串,可能不稳定,使用过程中结构易分解。稳定性越高,导电效率越好,即葡萄串结构越大。这目前对国内厂家而言比较困难,是国内企业互相追赶的一方面。

Q:稳定性可以用什么参数衡量?
A:稳定性有很多测试指标:第一,从工艺上看,用10年前的数据和目前的数据对比,测试每一批次生产的设备电流、运行参数是否稳定;第二,看10年前的测试值和目前的测试值有无较好的线性关系。第三,电池厂的测试,选择不同批次的产品来观察是否存在一定差异。稳定性是很多产品都需要注意的问题,对本体需要进行长期监控。

Q:目前主流企业两种导电剂的使用比例?
A:大部分电池厂,将两种导电剂复配在一起使用。单一的导电材料作为导电剂不够稳定,因此把两种搭配在一起,导电体系才比较稳定。目前每一家企业的方案是两种都用,但具体方案不一样。比如B厂使用80~90%碳纳米管和10%~20%炭黑,而C厂大部分使用炭黑。

Q:目前锂电极导电涨价明显,下游厂商有没有可能进行配方上的修改?
A:电池厂进行联合开发和认证时,口径明确。炭黑和碳纳米管比例确定后基本不变。即使改变,也会在新的电池配方里变。新的电池配方从开发到应用,需要至少三年验证周期。这是两种不同的碳素材料,碳纳米管导电效率较高,炭黑导电效率比较温和,所以比例变动会影响整体导电的情况。但可以更换厂商,因为厂商的产品结构较稳定。
今年B厂配方经常变动。尤其是炭黑厂家、碳纳米管比例,而其他企业比较稳定,所以电池厂有很强的自主决定权。因为电池的配方中除了碳导电剂,还有其他成分。因此根据电池厂的数据,正常情况下比例不会有特别大的变化,因为比例变动会带来整车的电能管理系统变化。

Q:益瑞石在比利时的工厂和卡博特在天津的工厂都是预计2024年后投产,什么原因导致其扩建速度慢?
A:新的生产线的搭建到调试成功、试产,正常周期在18个月左右。并且外企需要的时间比国内企业要长,因为外企在环保方面投入较大,比如环保系统搭建,因此在已有土地基础上,外企生产线搭建周期超过18个月。卡博特在天津收购的是做橡胶炭黑的工厂,需要两年时间改造成锂电生产线,由于生产线差别较大,因此相当于新建工厂,叠加管理方面的合并,需要较长时间。

Q:普通的炭黑和锂电极炭黑用生产线差别较大,主要体现在哪些环节?
A:一方面是设备精密度不同。生产线从原理上讲差别不大,都是使用原料油,经过炉子燃烧,再经过一系列的后处理。而差别比较大的地方是工艺装置,例如对炉头的设计,炭黑生产中燃烧炉的炉头很关键,包括炉头里喷油的喷嘴等,这些部件精密程度非常关键的。生产橡胶炭黑不需要精密的部件。喷嘴把油喷出来雾化成的液滴也不需要均匀或者很粗放的尺度;但生产锂电炭黑对设备的精度有很多的要求。
另一方面是后处理不同。炭黑生产出来后,需要进行培养得到更高结构。而这一过程会降低产能。橡胶炭黑一小时或一天有三五吨产能,而导电炭黑一小时只有小于一吨的产能,因此导电炭黑要花更长时间去培养。之后生产导电炭黑需要处理金属离子,这也要花很长的时间,会有一些辅机设备去帮助它去处理到很小的水平,而橡胶炭黑不需要处理金属离子。

Q:国内外企业的成本情况?
A:企业之间成本差异非常大,目前益瑞石70-80元的产品。打个比方,其原材料和生产成本如果是在20元左右,那其他国产企业成本可能在30-40元之间,成本和得率有关,即投入一吨的原材料会收获多少成品,每家炭黑厂的得率不同,这部分数据只有企业核心人员能获得。

Q:日本的两家企业狮王和denka为什么不进行扩产?
A:这两家企业的产品优质,并且较早进入市场,当时其产品用于导电塑料、导电涂料、油墨、橡胶领域。因为塑料这种产品对添加量的要求很高,希望在同样的导电效果下使用较低的添加量,因为炭黑作为导电剂,添加量越大,对体系的力学性能影响越大。而碳纳米管虽然导电性很好,但尺度是纳米的,而且是棒状结构,较长、很难分散,因此难以使用。
科琴黑作为炭黑,能在塑料里很好的分散,并且导电性好,所以它最早的应用非常高端,同时价格较高。并且一些高性能电池也会用到它。不扩产的原因:这种炭黑不容易制备,生产成本很高,产品得率较低,不会成为主流产品。因为新能源车需要的出货量非常大,要求有规模化的生产,同时在未来竞争价格有较大优势。而这种类型的炭黑无法和CNT去竞争,因为生产成本、产品定位不同,并且产能有限,因此即便需求火爆,也只能在高端领域应用。

Q:目前国内的企业,下游认证进展如何?产能、出货情况如何?
A:DH新能源跟C厂已经签订保供协议,目前产能500-600吨/月,由于他原本是做碳纳米管,原材料可能是外购,然后用碳纳米管的设备二次处理。经测试,其产品与卡博特的产品类似,但跟益瑞石SP差距较大。所以虽在C厂有保供协议,但是不会被用在正极里。因为正极风险较大,以SP为主流。他的产品更多用于其他电池,不能确定在负极里面有没有应用。此后东恒可能扩量至每月产能800-1000吨,预计投产时间在2022年下半年以后。
HX跟DH类似,外购原材料然后再处理。目前产能也在百吨每月,但是它的产品比卡博特和DH新能源差,其乙炔黑不是高端的产品,可能无法应用于负极,而是用于储能电池或者两轮车电池。
HM在做一些认证,还没有产品出现,可能是在做比较,对标SP。因为目前SP这个产品没有其他企业能做到。而卡博特和其他国内企业属于二三梯队。HM有实力做出乙炔黑这种产品,但目前没有采取行动,个人认为是想对标高端产品。目前他和GX合作,曾送样至B厂、C厂,C厂方面和DH新能源合作稳定,未必和其建立商务关系,而B厂方面尚未确定。电池厂之间的互动,技术层面推进比较困难,需要进行网格化推进。

Q:JZHX的产能情况和扩量的情况?
A:目前大概有三四条生产线。产能7000-8000吨。预计2023年扩产1万吨,投产时间尚未明确。


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