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天奈科技的棋局:从中国碳纳米管的龙头到反攻海外

来源:新材料在线|

发表时间:2021-07-16

点击:25618


新材料在线®

《大国之材》原创文章,转载请联系微信:EILIG2014

新材料在线 ID:xincailiaozaixian

图片:受访人提供、图虫创意


1月17日,天奈科技发布业绩预告,公司预计2019年1-12月归属上市公司股东的净利润约1.15亿,与上年同期相比,将增加4,769.75万元左右,同比增加71%左右。


在新能源汽车市场因补贴退坡遭遇拐点深度下滑、锂电行业遭受重挫之际,天奈科技的这份财报无疑让对其观望已久的市场坚定了一份信心。


一直以来,我国动力锂电池用导电剂一直依赖于进口。凭借着新型导电剂产品——碳纳米管,天奈科技走上了挑战传统导电剂企业之路,不仅打破了国外企业对传统导电剂的垄断,还吹响了进军全球的“反攻”号角。


01

豪华团队开启碳纳米管量产之旅


翻开江苏天奈科技股份有限公司的招股书,不由被其豪华的团队所震撼。


以董事长郑涛为首的高学历创业团队,大多为技术人员出身,拥有物理、化学博士学位和海内外锂电池相关工作经历,综合素质较高。


郑涛长得很儒雅,但身上有一种沉稳霸气的气质。这个霸气不是写在脸上,而是他内心深处的一种力量,与长期的积累和努力有关。


物理学博士后毕业后,郑涛曾任职于威力克能源、Telcordia/Bellcore、A123 System等知名企业。事实上,在读博期间,郑涛的研究方向就是锂电池相关材料。1995年,他曾在《科学》杂志上发表《锂在碳材料中的穿插机制》的论文。


在贝尔通信研究所工作期间,他所在的部门恰好正是锂电组。而后进入美国知名磷酸铁锂企业A123 Systems,在研究锂电应用过程中,郑涛所在的团队就曾尝试过用碳纳米管作为导电材料。


丰富的锂电产业履历,为天奈科技后面的成功提供了深厚的土壤。而与清华大学的魏飞教授团队合作将碳纳米管产业化并用于锂电池领域,“产业资源+高校技术”的合作模式,更是让天奈科技走上发展快车道。


在碳纳米管等新型导电剂出现前,炭黑类、导电石墨类和VGCF等传统导电剂在锂电池中已应用多年,技术成熟。但市场上主流的传统导电剂如SP、乙炔黑、科琴黑、KS等主要来自美国卡博特、瑞士特密高、日本狮王、日本电气化学等企业,中国在锂电池导电剂方面长期处于依赖进口的状态。


回国创业,打破外企对传统锂电池导电剂的垄断,一直是郑涛的梦想。而郑涛显然更具野心,他想生产一种新型导电剂,让中国的品牌实现弯道超车。因此,他盯上了碳纳米管。


作为纳米级基础材料,碳纳米管自被发现以来,凭借其优良的性能已成为化学及材料学领域的研究热点。但受制于连续化宏量制备的难题,碳纳米管在很长一段时间内不能被有效商业化推广。


清华大学魏飞教授团队“基于纳米聚团流化原理的高纯度碳纳米管批量制备基础研究”,从理论层面提供了碳纳米管连续化宏量制备的相关方法,并于2006年1月获得教育部自然科学一等奖。


这与郑涛的设想不谋而合。


2007年,郑涛团队与魏飞教授正式合作,取得上述相关发明专利的独占许可使用权。历经近5年时间的研究,郑涛团队终于开发并掌握了纳米聚团流化床宏量制备碳纳米管的产业化技术,彻底解决了碳纳米管连续化宏量制备生产的世界性难题。


2011年,江苏天奈科技股份有限公司正式成立,自此开启碳纳米管的量产之旅。


02

高技术壁垒,8年成中国碳纳米管龙头


据高工产研数据,近年来,碳纳米管作为新型导电剂在锂电池导电剂的市场占有率逐年提高,2018年天奈科技在国内市场占有率已经达到31.8%,相比于2014年提升逾两倍,未来也依旧呈上升趋势。


这个乐观行情源于碳纳米管产品的优越性能。


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。相较于传统导电剂而言,碳纳米管具备更好的导电性能。


在同等导电效果下,碳纳米管导电剂的用量仅为传统导电剂的1/6至1/2,大大提高锂电池的能量密度。此外,碳纳米管可以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。


天奈科技作为最早通过导电浆料将碳纳米管导入锂电池的企业之一,近年来一直致力于碳纳米管导电剂在锂电池应用的推广。


“在研发和推广过程中,我们主要是解决成本问题、碳纳米管的分散问题、下游应用问题这三大问题。”郑涛表示,碳纳米管的优势显而易见,但只有实现降成本、量产,才能真正进入锂电池市场。


众所周知,决定产品性能(导电性)的关键因素是碳纳米管的长径比与碳纯度。碳纯度越高,碳纳米管管径越细,长度越长,导电性能越好。


郑涛表示,天奈科技第二代碳纳米管产品的相关性能已处于国内领先地位,第三代产品在第二代的基础上更进一步提升了碳纳米管的长径比,并提升了其导电性能,且在升级换代中,天奈科技掌握了更多的自主研发技术,逐渐摆脱对高校技术授权的依赖。


在碳纳米管作为导电剂应用于锂电池推广初期,材料企业一般是将碳纳米管以粉体的形式直接供给锂电池厂商试用,但导电效果并不理想。郑涛解释道,这种形式的碳纳米管在锂电池电极材料中没有实现有效分散,处于聚团状态的碳纳米管大大降低了其导电性能。


为解决碳纳米管的分散问题,天奈科技研发人员进行了大量研发实验,使用了包括高速分散机、胶体磨、均质机、超声设备等多种分散设备,最终成功遴选出合适的分散剂、分散方法和设备,将碳纳米管通过浆料形式导入锂电池,从而实现产业化生产。


“碳纳米管得以快速规模化生产和迅速打开市场,得益于天时地利人和。”郑涛感慨道。一支优秀的研发团队、好的产品,再遇上中国锂电行业飞跃发展,从2014年开始,天奈科技开始高速发展。


据天奈科技招股说明书公开数据显示,天奈科技已连续3年实现营收同比增长,2016年至2017年更是实现了从1.3亿元到3亿元,超2倍多的营收增长。2019年1-9月天奈科技营收3亿元,同比增长27.6%。全年营收超过2018年的3.28亿元指日可待。


尽管2019年下半年,新能源汽车产业受到补贴退坡以及车市“寒冬”的双重影响,连续5个月表现低迷,但从其公开财报的下半年营收数据来看,天奈科技并未受到影响。且碳纳米管在新能源汽车锂动力电池的市场仍然有较大的提升空间。


郑涛表示,天奈科技目前拥有比亚迪、宁德时代、新能源科技、力神、欣旺达等一批优质客户,公司也一步步迈向国内碳纳米管导电剂市场的龙头之位。


2019年9月25日,天奈科技登陆科创板,开始了在资本市场的新征程。


03

反攻海外全球新型导电剂的潮流引导者


坐稳国内碳纳米管导电剂市场的龙头交椅后,郑涛并没停止开拓的步伐。开辟“新战场”是他的下一个目标。


“我们的发展战略从三个层面去推进,从锂电本身来说,从正极到负极;从行业来说,从锂电到导电塑料市场发展;从地域来讲,从国内到国外拓展。”郑涛对于天奈科技的发展路径,清晰且坚定。


除了在锂电池领域继续巩固优势,天奈科技也在积极布局碳纳米管产品在其他领域的应用,碳纳米管导电母粒产品在碳系填充型导电塑料领域的应用就是其中之一。


郑涛表示,天奈科技已和SABIC、Total、Clariant和Polyone等知名国际化工企业展开合作,其研发的碳纳米管导电母粒已实现量产及小量供货,特别是与SABIC公司的合作意向已经进入实质性供货报价阶段,未来有望大规模应用于导电塑料领域。


据中国市场调查研究中心数据统计,2018年全球导电塑料市场产量突破24万吨,同比增长9.3%。受下游市场带动,2018年全球碳纳米管导电母粒产量突破3万吨,同比增长7.4%,产值突破40亿元。如果天奈科技能够作为供应商“突破”导电塑料领域,这将成为天奈科技新的业务增长点。


而在芯片制造领域,碳纳米管同样大可作为。


美国Nantero公司已成功研发出一种基于碳纳米管进行信息存储的新型非易失性纳米存储器(NRAM)。2017年9月,天奈科技与Nantero公司开始展开合作,其高纯碳纳米管产品已经开始送样测试。


除开发新领域外,开拓现有产品的海外市场也可成为天奈科技的业务增长点。


当前,动力锂电池用碳纳米管导电浆料的主要需求来自国内市场,而发展新能源汽车已是全球的共识。


前不久,挪威、芬兰、德国、英国、法国分别宣布在2025年至2040年期间开始全面禁售燃油车。随着世界各国积极制定传统燃油车时间表,海外动力锂电池用碳纳米管浆料市场有望伴随着新能源汽车市场的增长而水涨船高。


作为已实现大规模生产且得到市场验证的天奈科技碳纳米管导电管浆料,有机会实现国产前沿新材料产品向海外的“反向输出”。


从这个意义上说,拥有新型材料碳纳米管的天奈科技,将有望改变新能源汽车锂电池传统导电剂的格局,引领全球导电剂“潮流”。


【个人介绍】


郑涛,2011年1月至今就职于天奈科技,担任董事长、总经理。2017年3月,江苏省人民政府授予郑涛先生江苏省制造突出贡献先进个人荣誉称号。


【企业介绍】


公司主要从事纳米级碳材料及相关产品的研发、生产及销售,是一家具有自主研发和创新能力的高新技术企业。公司产品包括碳纳米管粉体、碳纳米管导电浆料、石墨烯复合导电浆料、碳纳米管导电母粒等。目前公司是中国最大的碳纳米管生产企业,在碳纳米管及其相关复合材料领域处于全球领先水平。此外,公司是碳纳米管导电浆料等两项国内行业标准的起草单位,同时天奈科技作为中国代表主导制定的碳纳米管导电浆料国际标准(ISO/TS 19808)也即将公示。


【产品介绍】


碳纳米管粉体



碳纳米管导电浆料,在锂电池领域,碳纳米管凭借其优越的导电性能,作为一种新型导电剂被锂电池生产企业所广泛使用,用来提升锂电池的能量密度及改善循环寿命。



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THE END





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