公司简介：天奈科技位于江苏镇江, 成立于2007年，于2019年9月科创板上市，2022年3月完成8.3亿可转债发行。公司专注于碳纳米管（CNT，carbon nanotube）相关产品(包括碳管粉体、碳管浆料、石墨烯复合浆料、碳管导电母粒等)生产销售，主要应用于锂电池导电剂，客户包括宁德时代、比亚迪、中创新航、亿纬锂能等主流锂电企业，并最终应用在电动车、3C电子、储能等领域。天奈早期在获得清华大学魏飞教授专利授权的基础上开发出第一代产品，之后通过自主开发成功量产第二代和第三代产品并广泛应用于下游电池厂商，正在进行单壁碳管的产业化，是全球最大的碳纳米管龙头企业。
股东管理层：股权较分散，实际控制人为郑涛、严燕、蔡永略和张美杰四位公司高管，相关技术出身，四人直接间接控制公司22%股份。截止2022年一季报，郑涛直接持股比例为10.13%，张美杰直接持股比例为2.05%；新奈智汇持股比例3.89%其执行合伙人为郑涛；新奈共成持股比例为4.15%其执行合伙人为蔡永略；新奈联享、佳茂杰执行合伙人为严燕。公司核心高管和技术人员通过持股平台和股权激励计划与公司发展实现绑定。
核心要点
1.锂电增长+渗透率提升，带动碳纳米管(CNT，carbon nanotube)高速增长。受益于电动车等下游带动锂电快速发展，叠加锂电池快充、高镍、硅碳负极等行业高确定性趋势对新型导电剂需求提升，碳纳米管迎来高速增长，渗透率有望从2021年的21%提升到2025年的60%，需求(多壁碳管浆料)将从2021年的7.6万吨增长到2025年的46万吨复合增速达57%，叠加单壁碳管2025年市场空间超230亿。往更远期看，随着碳管产品升级和成本下降，应用场景也有望从锂电池拓展到导电塑料等其他领域。
2.天奈科技产品迭代升级，持续强化领先优势。依靠多年技术积累和丰富优质客户资源保持领先地位，天奈市场份额稳步提升至2021年42%。公司形成了催化剂-粉体-纯化-浆料制备-NMP回收等核心技术和一体化产业链，自主开发核心设备并持续升级改造生产工艺，产品迭代适应下游需求，不断提升公司市场地位。公司共有三代产品批量供货，目前主要为第二代产品，第三代产品占比逐步提升，单壁碳管预计于2023年投产可应用于4680大圆柱硅碳负极，进一步带动产品量利齐升。预计业绩2022-2025年有望实现复合61%增长。
竞争优势：高质量的产品矩阵。公司作为最早成功将碳纳米管通过浆料形式导入锂电池的企业之一，经过十几年的积累，公司碳管产品在性能等方面属于行业领先水平。正如前述竞争问题所言，对于天奈其策略是依靠自身技术产品优势走代际差路线，通过领先同行的代际产品提前抢占高端领域，避免过多卷入低端市场竞争。天奈科技现已拥有3代成熟产品，第一、二、三代分别适用于磷酸铁锂电池、三元电池和高镍三元电池，覆盖锂电池主流类型。目前，公司已经和知名动力锂电池企业共同开发单壁碳管在硅基负极中的应用，预计23年开始将随下游应用起量实现批量供货。
丰富的优质客户资源。公司与比亚迪和力神自2010年起便开始合作，2014年切入ATL，2016年切入宁德时代。宁德、比亚迪、ATL、力神、中航锂电为公司前五大客户销售占比约为67%，相比客户单一的同行大客户依赖风险较小。公司产品已经被主流锂电池生产企业所广泛使用，产品质量得到客户背书。并通过与客户高效互动、快速反应，能够及时有效充分地掌握客户需求反馈，进行产品迭代。
掌握催化剂-粉体-纯化-浆料制备-NMP回收核心链条。公司目前形成了碳管从制备到应用全链条，通过NMP 回收、锁定加工费、碳管纯化自建、提升产能利用率、新产品迭代等综合手段共同保障盈利空间。自主开发核心设备并持续升级改造生产工艺，柔性产线可灵活调整不同代际产品产能。
在导电塑料领域，公司已经和SABIC、Total、Clariant和Polyone等知名国际化工企业展开合作，相关碳纳米管导电母粒产品已经部分完成客户认证实现小批量供货。
竞争格局：目前国内从事碳纳米管及相关产品业务的企业主要有天奈科技、三顺纳米、青岛昊鑫（道氏子公司）、集越纳米、德方纳米、无锡东恒、金百纳、纳米港等公司。据高工锂电，2018、2020、2021年国内碳纳米管浆料CR5 分别为87.7%、89.2%、86.6%，行业集中度高。三顺纳米2020年被卡博特收购、德方纳米2021年通过出售剥离碳纳米管导电剂业务，集越纳米产品多应用于数码电池。天奈科技凭借多年技术积累、稳定优质客户关系、完备的一体化布局等优势位居龙头，2021年市场份额占比提升至43%。
随着近几年磷酸铁锂占比回升，一方面提高了碳纳米管的用量，另一方面由于所需碳管只需低阶产品，市场较为成熟竞争激烈拉低了行业整体盈利水平，道氏技术通过商务拓展和低价竞争策略进入比亚迪供应链抢占了低端产品订单。对于天奈而言，策略是依靠自身技术产品优势走代际差路线，通过领先同行的代际产品提前抢占高端领域。
壁垒：碳管粉体生产技术要求较高，对催化剂要求较高，而且分离纯化过程也有一定难度。碳纳米管生产主要分为两步，第一步是生产碳纳米管粉体，第二步是将粉体分散为碳纳米管浆料。粉体生产的难度更高，其主要使用化学气相沉积法，即将碳源（如丙烯、甲烷等有机气体）在一定温度和压力下，在催化剂的表面成长为碳纳米管粉体，同时经过高温氧化和酸洗进行提纯。实际应用过程中，由于碳纳米管比表面积大、长径比高，容易团聚，实际导电效率低，不易分散，一般通过分散剂、NMP/去离子水溶解、分散碳纳米管以制备碳纳米管导电浆料添加到电池材料中。
锂电池企业对导电剂供应商有严格的考察程序。下游客户需全面评估产品质量、稳定性、一致性以及持续供货能力，考察周期较长一般需要1-3年，碳纳米管企业需要具备较强的综合实力才能获取客户的信任。中小型生产企业若不能达到一定的生产规模，一方面难以形成规模经济效应，另一方面则由于产能限制而无法得到优质客户的持续性大额订单，制约其进一步发展。生产企业生产规模扩大后，其采购、生产、检验和质量控制等多方面的边际成本降低，有利于企业迅速抢占市场，提高市场竞争力。
碳管生产商不仅需要先进的生产设备，能够稳定、批量生产更需要积累丰富的技术和经验，并不断改进生产工艺。随着下游企业对导电剂产品性能要求越来越高，行业内企业必须不断提高自身的技术研发能力，具备持续的产品开发能力，开发出适销对路的高质量产品，同时根据行业发展趋势和不断变化的市场升级换代需求，对现有产品工艺和生产技术进行改进，才能使自身在激烈的市场竞争中占据有利地位，新进入企业很难在短时间内具备行业发展所需的技术水平。
行业背景：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，具有优异的导电、力学和热学性能。碳纳米管的长径比、纯度作为影响导电性的两个核心指标，影响了碳纳米管的产品性能，碳纳米管管径越细长度越长暨长径比越大、纯度越高，导电性能越好，生产难度也更高。碳纳米管一般分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。
锂电池负极主要为石墨，本身具有较好的导电性和稳定性，当前导电剂主要应用于锂电池正极。锂电池导电剂主要分为三类：1.传统点接触的导电炭黑、导电石墨；2.线接触的碳纳米管、VGCF；3.面接触的石墨烯。
行业驱动因素：
锂电高增长带动导电剂增长。根据中金测算，2025年全球锂电池需求总量约为1961GWh，对应2022-25年CAGR约为38%。从结构上来看，到2025年三元和铁锂的需求量分别约为1163GWh和683GWh，对应未来CAGR约为36%和45%。动力电池：2022/25年全球动力电池需求预计为542/1527GWh，对应CAGR为41%，而中国市场需求分别为236/556GWh，海外市场需求约为307/971GWh。市场结构而言，预计中国动力电池2022/25年铁锂和三元电池需求分别为149/372GWh和87/184GWh,海外三元和铁锂的需求量分别为297/832GWh和9/139GWh；储能电池：预测2022/25年储能需求总量约为69/244GWh，对应CAGR约为52%，其中铁锂仍然占主流，预计2022/25年储能铁锂需求总量约为37/150GWh，对应CAGR约为60%；消费电池：预测2022/25年消费电池需求总量约为82/106GWh，对应CAGR约为9%。
碳管渗透率和高阶产品占比提升。目前主流锂电导电剂为导电炭黑，依赖于进口，国内黑猫等厂商开始国产化。随着动力电池市场对高品质电池需求增长，凭借本身优异的导电性能和稳定结构，碳纳米管近几年逐渐渗透替代传统导电炭黑，改善电池倍率性能循环寿命等性能。一般而言导电炭黑添加量3-5%左右，而碳纳米管添加量可降至0.5-1.5%，仅为炭黑1/6~1/3，由于更少的非活性物质占比间接提高了电池能量密度。碳管尤其是在高镍三元电池和硅基负极电池市场中拥有难以替代的性能优势，中高端电池装机上高品质碳纳米管性能将更加凸显。
碳管产品存在代际差，高端产品享受溢价。碳管的产品持续升级推动其浆料价格持续提升并应用于不同细分领域，以天奈科技为例，其第一代2021Q1-Q3均价仅为2.82万/吨，而第三代均价达到6/吨，产品价格差距明显。不同代际产品除了催化剂配方不同，也需要对流化床炉体设计进一步改进，对设备要求更高。与多壁碳纳米管相比，单壁碳纳米管直径更小、长径比更大，理化性能更优、导电性能更好、添加量更少、对能量密度和循环寿命提升效果更为明显，还处在产业化应用初期，全球目前仅OCSiAl 量产90吨单壁碳纳米管，单价较高尚未得到大规模应用，预计全球单壁管需求将随以特斯拉4680电池为代表的硅基负极应用后迎来放量期。
高工锂电数据，2020年炭黑出货量为7350吨，2021年预计出货量约为9200吨，对应过去5年CAGR分别约为20%，炭黑仍然占据主导地位2021年渗透率约为70%。2020年碳纳米管粉体出货量为1935吨，2021年预计出货量为2800吨，对应过去5年CAGR分别约为31%，2021年碳纳米管渗透率约为21%，预计2025年碳管渗透率有望提升到60%。根据中金测算，2022/25年全球碳纳米管导电剂浆料需求分别为14.3/45.9万吨，对应CAGR 约为48%。其中动力电池2022/25年碳纳米管需求量分别为9.4/32.6万吨，对应CAGR约为52%，中国市场动力电池需求量约为7.1/21.1万吨，对应CAGR约为44%，海外需求约为2.3/11.6万吨，对应CAGR 约为72%。按照浆料价格4万元/吨，2025年正极用碳管市场空间约为185亿。假设25年硅基负极渗透率为20%，对应单壁碳管粉体需求约为514吨，按照当前1000万/吨粉体价格算，对应粉体空间为51亿。
潜在延展应用领域导电塑料。导电塑料是将树脂和导电物质混合，用塑料的加工方式进行加工的功能型高分子材料，已经应用于防静电材料、集成电路包装、电磁波屏蔽等领域。目前导电塑料中的碳系导电填料依然以炭黑和乙炔黑等传统材料为主，为了达到所需要的导电效果，通常炭黑需要填充10-30%在塑料里，导致塑料本身性能损失较大，表面容易散落炭黑颗粒。碳纳米管具有更优异的导电性能，其添加量仅为传统炭黑的1/5-1/15。和在锂电池领域的应用相似，由于碳纳米管具有难以分散的特点，需要采取将碳纳米管和树脂等材料混合形成碳纳米管导电母粒销售给终端客户的方式。但不同于碳纳米管在NMP等液体溶剂中分散，碳纳米管在导电塑料中领域应用需要将其在树脂等固体中分散，难度更大。根据中国市场调查研究中心统计数据，2018年全球导电母粒产值约为42亿元，2008-2018十年间的平均复合增速约为7%，如后续随通信和电子器件需求拉动保持7%增长，预计到2025年全球导电母粒市场空间约为68亿元。