1、纤维状导电剂带来新一轮技术迭代，碳纳米管带来新优势
1.1导电剂是电池产业重要环节，纤维状导电剂优势明显
导电剂是电池产业链重要环节。在锂离子电池正常的充放电过程中,需要锂离子、电子的共同参与，这就要求锂离子电池的电极必须是离子和电子的混合导体，电极反应也只能够发生在电解液、导电剂、活性材料的接合处。而事实上，锂离子电池的正极、负极活性材料的导电性都不佳：正极活性材料多为过渡金属氧化物或过渡金属磷酸盐，它们多为半导体或绝缘体，导电性较差；负极石墨材料的导电性稍好，但在多次充放电后石墨材料会膨胀收缩，石墨烯颗粒的间隙增大，影响电极反应。 导电添加剂的作用就是在具体活性物质之间、活性物质与集流体之间收集微电流以减小电极的接触电阻，加速电子的移动速率。因此，在锂离子电池电极材料中加入导电剂能有效提高电子的迁移速率，从而提升电极的充放电速率并保证电池良好的充放电性能。
颗粒状导电剂和纤维状导电剂各有千秋。目前导电添加剂可以分为颗粒状和纤维状两种，传统
的导电剂包括炭黑（KB）、乙炔黑（AB）、石墨（KS），高端导电剂则主要包括纳米碳纤维 （VGCF）、碳纳米管（CNT）和碳纤维（GN）等。 导电炭黑导电性适中、纯度高、成本低、市场份额大；导电石墨片径大且厚，不易形成导电网络，通常与导电炭黑复合使用；在高端导电剂中，碳纳米管导电性普遍较普通炭黑好，用量低但价格较高，且分散困难。
与传统的导电剂相比，新型导电剂优势明显。首先，与颗粒状导电剂相比，纤维状导电剂有较大的长径比，能够提高活性材料之间及其与集电极之间的粘结牢固性，有利于形成导电网络；其次，炭黑、乙炔黑等传统导电剂与活性材料粒子点对点的接触方式会带来较大的热阻抗，从而带来一定的安全隐患；此外，导电添加剂本身并不能提供嵌脱锂容量，导致电池比能量与比功率的降低，以更低的添加量达到更优的性能将是导电剂的发展趋势，包括碳纳米管、石墨烯在内的各类新型导电剂恰恰能够满足这种需求。当然，考虑到工艺、成本、正极材料特性等多种因素，纤维状导电剂对传统导电剂也并非百分百的完全替代，以纤维状导电剂为主，在其中加入颗粒状导电剂，共同发挥两者优势，有望成为未来的发展方向。
各导电材料出货量逐年提升，碳纳米管渗透率稳定增长。受益下游动力市场快速增长，各导
电材料出货量稳步增长，其中碳纳米管由于更优异的导电性能渗透率呈现稳定增长趋势，2021年碳纳米管导电剂渗透率达到21.2%。
从整体来看，炭黑主要为点状或片状，而碳纳米管为管状或链状，两者结合使用可以形成更为丰富的导电网络。中国在生产和使用新型导电剂方面处于领先地位。炭黑技术市场成熟，成本有优势，但中国在炭黑生产制备方面没有优势，基本通过进口来满足市场。碳纳米管、石墨烯是对传统炭黑的协同和补充，通过炭黑（点状/片状）和碳纳米管（管状/链状）相结合的方式可以形成更为丰富的导电网络。
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1.2碳纳米管具有多重优势，替代品威胁较低
碳纳米管具有非常优异的力学、电学、热学等性能，被多个行业广泛关注及青睐。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，一般分为单壁碳纳米管、多壁碳纳米管。其中，单壁碳纳米管具有更丰富的电学输运特性，更高的电导率、热导率、比强度和柔韧性；多壁碳纳米管具有较好的电学和热学传导性及稳定性。单壁和多壁碳纳米管结构示意图如下:
碳纳米管具有非常优异的力学、电学、热学等性能。在力学上，它具有极高的强度和极大的韧性； 在电学上，导电性能优异；在热学上，热传导效率极高，导热性能突出；并且，其化学性质稳定，具有耐酸性和耐碱性。
碳纳米管导电性能更好。不同材料的导电剂体系阻抗不同，阻抗越低，代表导电性能越好。新型导电剂材料性能优于传统材料，碳纳米管+石墨烯复合导电剂阻抗最低，在单一材料导电剂里碳纳米管导电剂性能最优。同时也可发现石墨烯配合颗粒状或线状导电剂使用时导电性能得到大大加强。
碳纳米管价格虽比传统导电剂高，但添加量更小。导电剂添加量需适量：太低会导致电子导电通道不足，不利于大电流充放电；含量过高则会降低活性物质的相对含量，使电池容量降低。据高工锂电数据显示，传统炭黑导电剂在正极浆料中的添加比例在3%左右，而新型导电剂碳纳米管和石墨烯的添加比例则能降低至0.5%~1.0%。因此，虽然新型导电剂粉体价格比传统导电剂要高许多，但要达相同导电性能，用量仅为传统导电剂的1/6~1/2。加上其导电性能极佳，能使锂电池循环过程中保持良好的电子和离子传导，从而大幅提升锂电池的循环寿命，符合锂电池特别是动力锂电池对更高能量密度的要求。
2、碳纳米管具备多重技术壁垒，行业竞争格局形成
2.1碳纳米管研发壁垒极高
碳纳米管的研发难点主要在于碳纳米管管径和管长的控制方法及各项性能指标的测试，包括催化剂的制备研发、碳纳米管积碳生长研发、碳纳米管应用研发3个方面。
催化剂的研发工艺：（1）溶解：硝酸铁、硝酸镁、硝酸铝、硝酸锰等完全溶解于纯水（通常为过渡金属）；（ 2）沉淀 ： 加入氨水使硝酸盐生成金属氢氧化物沉淀，化学反应式为MNO3+NH3H2O—>MOH+NH4NO3（其中M代表:铁、锰、铝等金属）；（3）焙烧：将沉淀反应生成的氢氧化物分解成金属氧化物的催化剂，达到催化剂产品的要求后进入到下部工序，化学反应式为2MOH—>M2O+H2O。
碳纳米管积碳生长研发：原理为采用气相沉积法（CVD）研发制备碳纳米管，主要生成机理为： 碳源气体丙烯在高温700℃左右吸附到金属催化剂上后碳源反应裂解生成碳原子，当其中碳的浓度达到一定程度后过饱和析出，在催化剂颗粒四周上生长成规则排列的管状石墨层结构的碳纳米管。生长碳纳米管的化学方程式为：2C3H8—>C6（碳纳米管）+8H2。
碳纳米管的应用研发（导电浆料）：主要是制备碳纳米管的高效分散溶液，溶剂主要为有机溶剂N-甲基吡咯烷酮（NMP），适量添加分散剂聚乙烯吡咯烷酮（PVP）来加强分散效果。碳纳米管由于是尺度很小的纳米材料，比表面积大，呈聚集状态，而在其它材料体系中应用最关键就是要把碳纳米管完全分散到非聚集的“单根状态”，目前最好的分散手段是高速研磨和超声分散。
2.2原材料占比高，上游易受到BDO影响
原材料价格占比高，上游易受BDO影响。根据天奈科技 2020年成本构成情况，碳纳米管浆料的原材料成本占比高达70%，原材料主要为NMP、丙烯、分散剂、液氮等，其中NMP占比高达89%。NMP成本占比高，且NMP主要原材料BDO（1,4-丁二醇）为大宗化工产品，因此碳纳米管成本受原材料成本波动较大。2021年锂电池市场需求旺盛导致上游原材料NMP供不应求，另外BDO上游电石受到环保限制，供应不足，从而导致NMP价格出现大幅上涨，碳纳米管企业成本端普遍承压，而天奈科技通过子公司新纳环保自行回收并生产NMP，较好得平滑了原材料NMP价格波动的风险。
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