波特五力模型視角下石墨烯漿料導電劑競爭態(tài)勢分析

方崇卿

隨著石墨烯制備能力和產(chǎn)業(yè)化水平的提升，石墨烯企業(yè)不斷開發(fā)出下游應用產(chǎn)品。利用石墨烯優(yōu)異的導電導熱性能開發(fā)的石墨烯漿料作為鋰電池正極導電劑，能夠有效地降低電池內(nèi)阻和電池工作時的溫度，石墨烯漿料因而被鋰電池行業(yè)特別是動力鋰電池行業(yè)所認可。本文通過波特五力模型對石墨烯漿料進行競爭環(huán)境分析，明確行業(yè)面臨的機遇和挑戰(zhàn)，以此希望能夠為石墨烯漿料企業(yè)提供借鑒，促進行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 石墨烯漿料導電劑行業(yè)背景

石墨烯是每一個碳原子以sp2雜化與3個相鄰碳原子鍵合形成的蜂窩狀結(jié)構(gòu)的碳原子單層[1]，具有優(yōu)異的光、電、熱、力等性能，在新能源、電子、生物科技、航空航天、環(huán)保等領域極具應用潛力，成為近年來國內(nèi)外科研界和產(chǎn)業(yè)界高度關(guān)注的重點材料之一。

石墨烯是一種新興的材料，2004年英國科學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫在實驗室使用膠帶成功地從石墨剝離出石墨烯。從其被發(fā)現(xiàn)以來，經(jīng)過科研界、產(chǎn)業(yè)界的不斷努力，石墨烯制備技術(shù)逐漸從實驗室走向產(chǎn)業(yè)界。為了制備出石墨烯材料，科研人員從破壞石墨層間的范德華力著手，逐步開發(fā)出物理剝離法、氧化還原法等石墨烯粉體制備線路。使用物理剝離法制備的石墨烯粉體，由于在制備過程中未使用強酸強氧化劑，其晶格結(jié)構(gòu)未受到明顯破壞，因而具備優(yōu)異的導電、導熱性能?；谖锢韯冸x法石墨烯材料在導電、導熱方面的優(yōu)異性能，用于鋰離子電池正極的石墨烯漿料導電劑產(chǎn)品已經(jīng)開發(fā)成功。

石墨烯漿料導電劑，是將石墨烯材料使用分散設備均勻分散在N—甲基吡咯烷酮（NMP）溶劑中，制成低金屬雜質(zhì)含量、低水分含量、高流動性的石墨烯漿料，常規(guī)的石墨烯漿料固含量約為5%（質(zhì)量分數(shù)）。在鋰離子電池生產(chǎn)過程中，將石墨烯漿料與正極材料均勻攪拌分散，使得石墨烯在正極材料顆粒之間構(gòu)建起電子導電網(wǎng)絡，為電子傳輸提供快速通道，實現(xiàn)正極活性物質(zhì)容量的良好發(fā)揮，對于鋰離子電池性能提升具有重要作用[2]。

對石墨烯企業(yè)而言，鋰電池導電劑行業(yè)是一個陌生而全新的行業(yè)。這個行業(yè)的競爭是否激烈、產(chǎn)業(yè)盈利能力如何？這些都成為從業(yè)者關(guān)心的問題，因而在進入這個市場之前，從戰(zhàn)略的角度對其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進行分析就變得非常必要。

2 波特五力模型簡介

一個產(chǎn)業(yè)內(nèi)部競爭激烈與否，不是偶然的巧合，也不是從業(yè)者擇業(yè)時運氣的“好壞”，而是受產(chǎn)業(yè)內(nèi)外部環(huán)境影響造成的。1980年哈佛商學院的著名戰(zhàn)略管理學家邁克爾·波特在其競爭戰(zhàn)略研究中提出，產(chǎn)業(yè)內(nèi)部的競爭根植產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)強烈地影響著競爭規(guī)則的確定以及從業(yè)者的戰(zhàn)略選擇，競爭的狀態(tài)取決于5種基本競爭作用力，這些作用力匯集起來決定著產(chǎn)業(yè)的最終盈利能力，這就是著名的“波特五力模型”（圖1）。

決定產(chǎn)業(yè)盈利能力的5種競爭作用力分別為進入威脅、替代威脅、客戶價格談判能力、供應商價格談判能力和現(xiàn)有競爭對手的競爭[3]。這5種作用于共同決定著產(chǎn)業(yè)的競爭強度以及產(chǎn)業(yè)盈利能力，它們影響價格、成本和企業(yè)所需的投資，是影響企業(yè)投資收益率的重要因素。它們中最強的一種或幾種作用力占據(jù)著統(tǒng)治地位并且對戰(zhàn)略選擇起著關(guān)鍵性的作用。例如一個銷售能力和產(chǎn)品均處于行業(yè)領先位置的企業(yè)，在與供方以及客戶的議價實力上均處于強勢地位，但如果存在一個成本更低、性能更優(yōu)的替代品，它也將無法獲得高收益，替代品的進入將使市場競爭更加激烈，使得收益趨于更低。

產(chǎn)業(yè)的盈利能力取決于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，而不取決于產(chǎn)品的外觀或技術(shù)含量的高低。一些面上風光的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，如智能手機，對很多廠商來說無利可圖，一些“下里巴人”的產(chǎn)業(yè)，例如街邊餐飲，卻利潤豐厚。

3 石墨烯漿料行業(yè)波特五力模型分析

3.1 潛在進入者的威脅

新的競爭者加入一個產(chǎn)業(yè)，帶著對市場占有率或是化解企業(yè)經(jīng)營困難的期望，往往也會帶來原先產(chǎn)業(yè)不太具備的資源和壓力，能夠為市場提供更低的價格和更佳的商務條件，而結(jié)果往往加劇了市場的競爭激烈程度，價格被進一步壓低，行業(yè)利潤率降低。

在潛在進入者方面，首先分析石墨烯材料制備企業(yè)的情況。導電劑中的石墨烯材料是決定石墨烯漿料性能的最根本因素，因此石墨烯材料的制備能力直接影響到在石墨烯漿料方面的制備能力。根據(jù)中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟的統(tǒng)計，截至2017年年底全國涉及石墨烯業(yè)務經(jīng)營的企業(yè)已經(jīng)超過4 800家，但具備規(guī)?；€(wěn)定制備石墨烯材料能力的企業(yè)并不多。在石墨烯材料制備能力方面的不足，制約了大部分的企業(yè)無法生產(chǎn)出高品質(zhì)的石墨烯漿料產(chǎn)品。

其次，從石墨烯漿料的制備能力方面進行分析。隨著新能源汽車在續(xù)航里程和安全性能方面要求的不斷提高，鋰電池行業(yè)對導電劑的金屬雜質(zhì)含量、水分含量、漿料粘度以及漿料的穩(wěn)定性方面均有更高的技術(shù)要求，這些技術(shù)指標直接影響著電池的性能和安全。例如在金屬雜質(zhì)含量方面，對漿料中鐵含量的要求已基本要求小于10ppm。導電劑的這些高技術(shù)指標，要求石墨烯漿料制備企業(yè)須具備較強的技術(shù)實力和較大的固定資產(chǎn)投資，限制了較多的石墨烯制備企業(yè)無法進入這個行業(yè)。

從以上分析可以看出，石墨烯漿料導電劑市場，目前受潛在進入者威脅作用力的影響不大。

3.2 現(xiàn)有競爭對手間爭奪的激烈程度

產(chǎn)業(yè)競爭通常通過性價比競爭、廣告宣傳、商務條件等方式體現(xiàn)，一個企業(yè)的競爭行為往往會激起競爭對方相似競爭行為的出現(xiàn)或更激烈的報復行為。不斷的競爭將使單個企業(yè)的競爭行業(yè)不斷擴大化，影響到整個產(chǎn)業(yè)，使所有的公司都受到影響。

石墨烯產(chǎn)業(yè)作為一個新興的產(chǎn)業(yè)，經(jīng)歷了從無到有的過程。石墨烯材料的制備技術(shù)開發(fā)從零起步，行業(yè)內(nèi)可相互借鑒的成功經(jīng)驗不多，只能開展相對獨立的技術(shù)研發(fā)。目前石墨烯企業(yè)開發(fā)的石墨烯材料生產(chǎn)工藝差異較大，因而制備的石墨烯漿料性能也存在著較大的差異，這些差異使得客戶使用端無法簡單直接地使用相似的競爭產(chǎn)品。目前市場上推出石墨烯漿料導電劑的企業(yè)有青島昊鑫新能源科技有限公司、廈門凱納石墨烯技術(shù)股份有限公司、東莞鴻納新材料科技有限公司、哈爾濱萬鑫石墨谷科技有限公司等行業(yè)頭部企業(yè)，這幾家企業(yè)的技術(shù)線路均有所不同，所生產(chǎn)的石墨烯漿料導電劑產(chǎn)品在性能方面存在著差異，在一定程度上減緩了直接被替代的產(chǎn)品競爭。

此外，鋰電池生產(chǎn)工藝流程相當復雜，鋰離子電池安全性能高低直接關(guān)系到消費者的生命健康和財產(chǎn)安全，因而在鋰電池生產(chǎn)制造中對配方工藝、電池設計以及設備的性能、精度、穩(wěn)定性和自動化水平均有較高的要求。這些較高的要求造成鋰離子電池在前期的設計開發(fā)及驗證階段的時間周期較長，用于新能源汽車的動力電池開發(fā)周期尤為如此。較長的開發(fā)周期和技術(shù)的嚴謹性，讓簡單粗暴的價格競爭、商務條件競爭變得影響力較弱。

3.3 替代產(chǎn)品壓力

在鋰電池導電劑市場，與石墨烯漿料形成競爭替代關(guān)系的產(chǎn)品主要為導電炭黑和碳納米管漿料。

石墨烯、炭黑、碳納米管同為碳材料，但結(jié)構(gòu)各異。傳統(tǒng)炭黑為球狀，將其與電池的活物質(zhì)混合時更易相互混合均勻，但是其接觸形式為點—點接觸，限制了導電作用的發(fā)揮，須增加導電劑添加量。在使用成本上，炭黑的成本最低。

石墨烯是片狀結(jié)構(gòu)，與活性物質(zhì)的接觸為點—面接觸，可以最大化地發(fā)揮導電劑的作用，減少導電劑添加量，從而提升活性物質(zhì)的含量，進而提升鋰電池的容量。同時石墨烯具有超高的導熱性能，導熱系數(shù)達5 300W/（m·K），石墨烯作為鋰電池導電劑被均勻分散在鋰電池正極材料中，能夠為鋰電池的導散熱起到積極作用。

一維結(jié)構(gòu)的碳納米管（CNT）呈管狀，內(nèi)部中空。利用碳納米管作為導電劑可以較好的架構(gòu)導電網(wǎng)絡，其與活物質(zhì)呈現(xiàn)點—線接觸，對于提高電池容量（提高極片壓實密度）、倍率性能、電池循環(huán)壽命和降低電池界面阻抗具有很大的作用，其使用成本與石墨烯相近。

在這3種主流的導電劑中，碳納米管漿料導電劑已經(jīng)成為新型導電劑的最主要代表，得到國內(nèi)鋰電池企業(yè)的普遍認可，市場成熟度與認可度大于石墨烯漿料導電劑，與石墨烯漿料形成較強的替代競爭關(guān)系，使得石墨烯漿料的價格受到碳納米管漿料價格的強烈影響。從替代產(chǎn)品的角度來分析石墨烯漿料的競爭態(tài)勢，此項作用力對石墨烯漿料形成較大的壓力。

3.4 供應商價格談判實力

石墨烯漿料導電劑的主要成份為N—甲基吡咯烷酮（NMP）溶劑和石墨烯粉體。NMP溶劑是一種被廣泛使用的溶劑，市場供應穩(wěn)定，價格比較透明。

石墨烯粉體的原材料為天然晶質(zhì)石墨。我國是石墨資源大國，截至2018年底我國晶質(zhì)石墨查明資源儲量達4.37億t，主要分布在黑龍江、山東、河南、內(nèi)蒙古等省份，晶質(zhì)石墨的產(chǎn)量、出口量均居世界首位[4]。晶質(zhì)石墨提供企業(yè)多為中小礦山企業(yè)，存在小而散的特點，區(qū)域產(chǎn)能過剩問題普遍存在，競爭比較無序。石墨烯作為高性能的材料，在使用中添加量少，因而行業(yè)產(chǎn)量與石墨資源產(chǎn)量相比很小，對天然石墨的需求低量，對供應商的選擇空間大。石墨烯漿料企業(yè)在與供應商價格談判中受制因素少，受到的威脅作用力小。

3.5 客戶價格談判實力

3.5.1 動力鋰電池市場情況

目前石墨烯漿料導電劑的主要應用于動力鋰電池市場。中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會動力電池應用分會發(fā)布的動力鋰電池裝機量統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2018年國內(nèi)全年的裝機量為56.89GWh，國內(nèi)排名前3的寧德時代、比亞迪和國軒高科合計占行業(yè)裝機容量66.7%，市場高度集中在行業(yè)頭部企業(yè)。

2019年上半年動力電池投擴產(chǎn)項目在產(chǎn)能方面大幅提升，投擴產(chǎn)企業(yè)主要為寧德時代、比亞迪、中航鋰電、欣旺達、億緯鋰能等在市場、資金或技術(shù)等方面具有較強競爭優(yōu)勢的電池企業(yè)。2018年7月，寧德時代與德國圖林根州州政府簽署了投資協(xié)議計劃投資2.4億歐元，在德國圖林根州埃爾福特市設立電池生產(chǎn)基地及智能制造技術(shù)研發(fā)中心。2019年6月25日，寧德時代發(fā)布公告稱，擬擴大對歐洲生產(chǎn)研發(fā)基地項目的投資規(guī)模，增加后的項目投資總額將不超過18億歐元（約合人民幣141億元）。原計劃在2020年達產(chǎn)后可實現(xiàn)產(chǎn)能14GWh，擴大后的投資規(guī)模將提升至原來的7倍多，預計產(chǎn)能至少98GWh。

這表明在市場洗牌加速的情況下，頭部動力電池企業(yè)不但沒有削減產(chǎn)能投資規(guī)模反而在進一步擴大，以此來迎合日益增長的市場需求和競爭，通過產(chǎn)能規(guī)模優(yōu)勢來降低成本并提升企業(yè)競爭力。這將使競爭優(yōu)勢進一步集中在少數(shù)行業(yè)頭部企業(yè)，中小型電池企業(yè)最終將會被逼出動力市場。

動力鋰電池的主要應用市場為新能源汽車市場。從上市車企發(fā)布的半年財報看，凈利潤呈現(xiàn)兩極分化態(tài)勢十分明顯，利潤增長車企鳳毛麟角。2019年3月26日，財政部、工業(yè)和信息化部、科學技術(shù)部、國家發(fā)展和改革委員會4部委聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于進一步完善新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》，國家補貼力度大幅退坡，補貼基數(shù)綜合下降程度超50%，2019年3月26日至2019年6月25日為過渡期，期間按2018年補貼的0.1倍和0.6倍進行補貼。之前帶動新能源汽車銷量的一部分動力來自于政府補貼，而2019年上半年補貼退坡，使得部分新能源整車企業(yè)的利潤率進一步降低，經(jīng)營壓力變得更大。

動力鋰電池行業(yè)以及新能源汽車市場正呈現(xiàn)競爭優(yōu)勢不斷向行業(yè)頭部企業(yè)聚集的趨勢，強者愈強，中小型企業(yè)經(jīng)營更加困難。

3.5.2 石墨烯漿料導電劑在新能源汽車供應鏈中的市場地位

根據(jù)行業(yè)經(jīng)驗數(shù)據(jù)，石墨烯漿料作為導電劑在動力鋰電池中所占成本大約為5%。在動力鋰電池中影響電池能量密度以及安全性能的最主要材料是主材，導電劑起到輔助添加劑的作用，因而導電劑產(chǎn)品較難影響到動力鋰電池企業(yè)的工藝配方和采購決策。

其次在供應鏈管理方面，動力鋰電池企業(yè)大多引入了IATF16949汽車行業(yè)質(zhì)量管理體系，對供應商提出了嚴苛的商務和質(zhì)量管理要求。在行業(yè)實際案例中，車企向鋰電池企業(yè)提出偏向采購方的強勢要求和苛刻的商務條件，鋰電池企業(yè)為了轉(zhuǎn)嫁風險與壓力，也向下游的供應商提出了與車企相似的強勢要求和條件。在新能源汽車的供應鏈體系中，從綜合實力和談判實力角度來看，車企位居倒金字塔的最頂端，動力鋰電池企業(yè)居中，電池材料供應企業(yè)居最低層。在這個倒金字塔中，導電劑企業(yè)的綜合實力不強，價格談判能力弱，往往被迫接受低價、較長的貨款結(jié)算周期以及商業(yè)承兌匯票等不利的條件。石墨烯漿料導電劑生產(chǎn)企業(yè)在新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈中與客戶的談判能力弱，受到的影響作用力最大。

4 結(jié)語

通過對石墨烯漿料導電劑行業(yè)5個作用力的分析，可以看出：①處于新興行業(yè)的石墨烯漿料行業(yè)，石墨烯材料制備和漿料制備技術(shù)門檻較高，對新進入者形成較大的進入壁壘，所以新進入者威脅比較小；②行業(yè)內(nèi)競爭者的技術(shù)線路有較大差異，產(chǎn)品同質(zhì)化情況不嚴重，導電劑作為工業(yè)消費品，前期的技術(shù)導入周期長，在銷售過程中對技術(shù)支持與合作開發(fā)的依賴度較高，因而行業(yè)內(nèi)的競爭不太激烈；③鋰電池導電劑中的導電炭黑、碳納米管漿料在鋰電池行業(yè)成熟使用的時間較長，穩(wěn)定性和經(jīng)濟性已經(jīng)得到行業(yè)的認可，石墨烯漿料替代炭黑和碳納米管漿料，需要在產(chǎn)品性能和價格上下功夫，提升性價比和產(chǎn)品穩(wěn)定性。在替代品方面的威脅，石墨烯漿料受到的作用力很大；④從原材料供應角度來看，石墨烯漿料受上游供應商約束小，市場靈活選擇的空間大，受賣方議價能力威脅的作用力小；⑤在客戶議價能力方面，石墨烯漿料企業(yè)的綜合實力總體比客戶弱，在價格和商務條件方面受制于下游客戶，貨款回收難度較大。因而在買方議價能力方面受到的作用力大。

綜合以上的分析，石墨烯漿料企業(yè)需要提升在買方議價能力中的議價實力和在替代品競爭中的優(yōu)勢。重點要提高產(chǎn)品的性價比，并開發(fā)新的應用領域，以更高性能的產(chǎn)品來縮小用戶選擇替代品和競爭品的選擇空間，進而緩解企業(yè)在客戶議價方面的被動局面，在競爭中占據(jù)更有利的優(yōu)勢地位。

參考文獻

[1] 中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟.T/CGIA 001—2018石墨烯材料術(shù)語和代號[S].2018.

[2] 蘇方遠，唐睿，賀艷兵，等.用于鋰離子電池的石墨烯導電劑：緣起、現(xiàn)狀及展望[J].科學通報，2017（32）：3743—3756.

[3] 邁克爾·波特.競爭戰(zhàn)略[M].陳小悅，譯.北京：華夏出版社，2005：5.

[4] 自然資源部.中國礦產(chǎn)資源報告[R].2019：3.