鋰電池負(fù)極材料行業(yè)壁壘分析

鋰電池負(fù)極材料行業(yè)壁壘分析鋰電池負(fù)極材料行業(yè)壁壘（一）鋰電池負(fù)極材料行業(yè)規(guī)模和資金壁壘鋰電池負(fù)極材料行業(yè)具有規(guī)模經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)。生產(chǎn)規(guī)模較大、資金雄厚的企業(yè)在上下游議價(jià)、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)方面具有更好的規(guī)模效益，成本控制能力更強(qiáng)，市場(chǎng)戰(zhàn)略的靈活性更高，更容易受到下游大客戶的青睞，從而建立長(zhǎng)期穩(wěn)定的合作關(guān)系。為了提升規(guī)模效益，負(fù)極材料廠商需要投入大量資金，進(jìn)行廠房建設(shè)和設(shè)備購置、培養(yǎng)專業(yè)化人才，以在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占有一席之地。因此，龐大的資金需求限制了很多新進(jìn)入者的發(fā)展。行業(yè)頭部企業(yè)為了搶占市場(chǎng)份額、提高成本控制能力、增強(qiáng)規(guī)模效益，紛紛投資建設(shè)一體化生產(chǎn)基地，以貝特瑞、璞泰來和杉杉股份正在建設(shè)的3個(gè)一體化項(xiàng)目為例，項(xiàng)目總投資額均在80億元以上。因此，規(guī)模效益、資金實(shí)力是負(fù)極材料建立、鞏固和提高市場(chǎng)地位，取得長(zhǎng)期持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵要素，行業(yè)具有較高的規(guī)模與資金壁壘。（二）鋰電池負(fù)極材料行業(yè)技術(shù)壁壘石墨負(fù)極材料的技術(shù)壁壘主要體現(xiàn)在工藝控制能力、定制化產(chǎn)品開發(fā)能力兩個(gè)方面。人造石墨負(fù)極材料的工藝十分復(fù)雜，個(gè)別工序具有較高的工藝壁壘。在工藝程序中較為關(guān)鍵的步驟有原料甄選檢驗(yàn)、精碎分級(jí)、二次造粒、石墨化以及表面包覆改性等，生產(chǎn)廠家除了必須具有豐富的技術(shù)應(yīng)用積累外，對(duì)原材料選擇、生產(chǎn)工藝的細(xì)節(jié)設(shè)置、成品的質(zhì)量把控也必須有深入的研究。同時(shí)，由于下游應(yīng)用領(lǐng)域的多樣化，生產(chǎn)廠家還必須滿足下游不同應(yīng)用場(chǎng)景的定制化需求，進(jìn)行特定性能的針對(duì)性開發(fā)。因此，石墨負(fù)極材料行業(yè)存在較高的技術(shù)壁壘。負(fù)極材料短期供給偏緊，長(zhǎng)期有產(chǎn)能過剩風(fēng)險(xiǎn)（一）三大多小向四大多小演變負(fù)極行業(yè)高度聚集，國(guó)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)格局逐步走向四大多小。從全球競(jìng)爭(zhēng)格局來看，2021年貝特瑞、璞泰來、杉杉股份市場(chǎng)占比分別為14．3%/11．9%/11．7%，且市場(chǎng)份額相對(duì)較為穩(wěn)定。2021年中國(guó)占全球負(fù)極材料市場(chǎng)的比重為86．10%，遠(yuǎn)高于其他國(guó)家。從國(guó)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)格局來看，國(guó)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)格局略微有所變化，四大多小趨勢(shì)逐步明顯。2021年貝特瑞、璞泰來、杉杉股份、凱金能源占比分別為21%/12%/12%/11%。凱金能源占比逐步向第一梯隊(duì)靠近。（二）短期負(fù)極材料供需緊平衡，長(zhǎng)期或?qū)⒐┻^于求負(fù)極材料產(chǎn)能急速擴(kuò)張，長(zhǎng)遠(yuǎn)來看存在產(chǎn)能過剩風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)華經(jīng)研究院統(tǒng)計(jì)，2021年全球負(fù)極廠商名義總產(chǎn)能110萬噸，其中中國(guó)負(fù)極廠商總產(chǎn)能達(dá)94萬噸，占比85%，韓國(guó)、日本總產(chǎn)能16萬噸，占比15%。根據(jù)各公司公告，2021年主流負(fù)極材料上市公司璞泰來、貝特瑞、杉杉股份、中科電氣、翔豐華產(chǎn)能分別為15．00/14．47/12．00/6．64/3．50萬噸。根據(jù)百川盈孚大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年和2022年國(guó)內(nèi)各廠商規(guī)劃總產(chǎn)能為652萬噸。石墨化+一體化企業(yè)優(yōu)勢(shì)凸顯，硅基負(fù)極為未來發(fā)展方向（一）受雙控+限電影響，石墨化供給短期或仍將不足石墨化是人造石墨的必經(jīng)之路。石墨化是將物料按一定的升溫曲線進(jìn)行加熱處理直至物料轉(zhuǎn)化為石墨制品的過程，該過程以熱能引起的運(yùn)動(dòng)為基礎(chǔ)，使碳進(jìn)一步富集，碳原子實(shí)現(xiàn)由亂層結(jié)構(gòu)向石墨晶體結(jié)構(gòu)的有序轉(zhuǎn)化。石墨化過程為將主材料均勻放入石墨坩堝內(nèi)，再通過天車吊起平放入石墨化爐中，將電阻料放入爐芯處石墨坩堝外圍，外邊包覆保溫料，將爐體填滿，即完成裝爐。將爐體裝滿后，即進(jìn)入電加熱過程。通過石墨化爐兩側(cè)的電極進(jìn)行通電加熱，時(shí)間通常不超過48小時(shí)，在爐內(nèi)達(dá)到一定溫度后加蓋爐頂并設(shè)置集氣罩，爐內(nèi)溫度將繼續(xù)升至2800℃-3000℃，最終將坩堝內(nèi)含碳物質(zhì)在高溫?zé)崽幚硐?，使其具備石墨晶體結(jié)構(gòu)特征。通電加熱結(jié)束后，將爐頂打開，靜置冷卻至材料恢復(fù)常溫，即結(jié)束該生產(chǎn)過程。通常情況下，石墨化工序或提純工序一個(gè)周期將達(dá)到15-22天。高溫高耗電量+產(chǎn)能擴(kuò)張較緩或?qū)?dǎo)致我國(guó)石墨化供需錯(cuò)配。從供需情況上看，2023年我國(guó)石墨化或?qū)⒊尸F(xiàn)供給不足的情況。根據(jù)頭豹研究院測(cè)算，2022年我國(guó)石墨化供給和需求分別為72萬噸和64萬噸；2023年我國(guó)石墨化供給和需求分別為85．3萬噸和91．4萬噸。從能耗上來看，石墨化企業(yè)屬于高能耗企業(yè)。石墨化爐種類多樣，但高溫以及高耗電量難以避免。我國(guó)目前主流的石墨化爐為艾奇遜石墨化爐和內(nèi)串式石墨化爐。根據(jù)石墨網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，艾奇遜石墨化爐和內(nèi)串式石墨化爐的耗電量巨大，其耗電區(qū)間分別為4000～4800kwh/t、3300～4000kwh/t。從石墨化產(chǎn)能布局來看，我國(guó)石墨化產(chǎn)能主要集中在西北地區(qū)，市場(chǎng)格局較為分散。1）根據(jù)高工鋰電統(tǒng)計(jì)，2021年內(nèi)蒙古石墨化產(chǎn)能占比為41%、四川為17%、山西為12%、青海為8%。由于石墨化需要消耗大量的電力，因此石墨化產(chǎn)能布局整體上是根據(jù)電力供應(yīng)能力以及電價(jià)分布的。2）石墨化市場(chǎng)格局較為分散，根據(jù)頭豹研究院，2021年我國(guó)外協(xié)廠的石墨化市場(chǎng)占比達(dá)到了63%。在上市公司中，璞泰來石墨化市場(chǎng)份額最大，達(dá)到了整體市場(chǎng)份額的13%。從政策端來看，雙控政策不斷出臺(tái)，石墨化產(chǎn)能釋放受阻。2021年國(guó)家發(fā)改委出臺(tái)《完善能源消費(fèi)強(qiáng)度和總量雙控制度方案》后，各省市發(fā)改委相繼出臺(tái)相關(guān)的雙控政策，石墨化廠商產(chǎn)量受限。以我國(guó)石墨化產(chǎn)能占比最大的內(nèi)蒙古自治區(qū)為例，2022年7月內(nèi)蒙古自治區(qū)發(fā)改委發(fā)布了《關(guān)于完善能耗強(qiáng)度和總量雙控政策保障穩(wěn)中求進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展的通知》，其中下達(dá)了對(duì)于各盟市年度能耗強(qiáng)度降低目標(biāo)任務(wù)，以及加強(qiáng)了對(duì)于兩高項(xiàng)目的認(rèn)定、管理、審核。（二）一體化趨勢(shì)加劇，龍頭企業(yè)優(yōu)勢(shì)凸顯一體化是負(fù)極材料企業(yè)降本的主要方式，其中石墨化自供率為重中之重。1）石墨化在人造石墨中的占比較高。目前我國(guó)大部分負(fù)極材料廠商的石墨化都是以外協(xié)廠加工為主。根據(jù)璞泰來2021年年報(bào)，公司人負(fù)極材料加工費(fèi)占比為41．75%；2）電價(jià)上漲，抬升石墨化費(fèi)用。根據(jù)璞泰來2021年年報(bào)，石墨化的主要成本為制造費(fèi)用以及輔助生產(chǎn)費(fèi)用，占比達(dá)到84．16%。由于石墨化需要消耗大量的電力，因此電費(fèi)對(duì)于制造費(fèi)用以及輔助生產(chǎn)費(fèi)用的影響較大。隨著各地電力市場(chǎng)改革進(jìn)程加速，高耗能企業(yè)的電價(jià)進(jìn)一步提升，因此將會(huì)推升石墨化的成本；3）受調(diào)控政策影響，有效產(chǎn)能不足，石墨化供應(yīng)緊缺，石墨化加工價(jià)格上漲。4）委外加工石墨化大幅拉低負(fù)極材料企業(yè)毛利率。根據(jù)尚太科技的測(cè)算，2020年當(dāng)石墨化委外加工占比達(dá)到30%和50%時(shí)，負(fù)極材料毛利率分別下降7．98%和13．30%。負(fù)極材料廠商擴(kuò)產(chǎn)石墨化產(chǎn)能，石墨化自給率有望提升。根據(jù)GGII數(shù)據(jù)，2021年璞泰來、杉杉股份、中科電氣、翔豐華、凱金能源石墨化自給率分別為66．67%、35．00%、53．03%。根據(jù)各公司公告（據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)），中科電氣規(guī)劃石墨化產(chǎn)能達(dá)20萬噸，杉杉股份規(guī)劃石墨化高達(dá)50萬噸，貝特瑞規(guī)劃石墨化產(chǎn)能達(dá)28萬噸。（三）硅基負(fù)極未來可期硅基負(fù)極克容量高，可大幅提升新能源汽車的續(xù)航里程。續(xù)航里程是新能源汽車的痛點(diǎn)之一。為了滿足消費(fèi)者的續(xù)航需求，我國(guó)純電動(dòng)新能源汽車?yán)m(xù)航里程不斷提高。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2018-2021年純電新能源汽車最高續(xù)航里程分別為565km/660km/706km/840km/1008km。解決續(xù)航里程的方法除了增加電池尺寸，其次是提高電池的能量密度。以磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池為例，歷年來能量密度都是不斷提升的。由于硅基負(fù)極的克容量遠(yuǎn)高于天然石墨和人造石墨，因此硅基負(fù)極的應(yīng)用可提升動(dòng)力電池的能量密度，提升新能源汽車的續(xù)航里程?？斐滠囆图娭另硜?，硅基負(fù)極高倍率性能傲視群雄。隨著消費(fèi)者對(duì)于補(bǔ)能時(shí)長(zhǎng)要求的提高，縮短補(bǔ)能時(shí)長(zhǎng)是發(fā)展新能源汽車發(fā)展需要解決的問題。從供給端來看，已有多家車企已經(jīng)或即將推出800V的快充車型。為了提升電池的充放電效率，就需要使用高倍率的電池。高倍率電池一般指的是連續(xù)放電能力≥3C的鋰離子電池，鋰離子電池是一種充電高倍率電池，它主要依賴鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來工作。因此，具有高倍率性能的負(fù)極材料將提高鋰電池的充放電能力。大圓柱電池推出，負(fù)極材料膨脹率容忍度提高。硅先天不如石墨穩(wěn)定，因此在充放電的過程中容易膨脹。一般碳基負(fù)極在嵌鋰反應(yīng)中體積的膨脹不超過10%，而硅基則能膨脹360%，從而引發(fā)SEI膜破損等副反應(yīng)，導(dǎo)致電池容量衰減。大圓柱電池帶動(dòng)硅基負(fù)極材料需求上漲主要原因?yàn)椋?）圓柱電池體積更大。硅基負(fù)極在充放電的過程中膨脹率極高，大圓柱電池的體積較大，為硅的膨脹預(yù)留了一定的空間，減少了膨脹所帶來的影響；2）大圓柱電池表面為弧形。硅基負(fù)極的膨脹時(shí)多個(gè)方向可以分?jǐn)偱蛎泬毫?，因此?duì)于硅基負(fù)極的膨脹容忍度更高。負(fù)極材料上游分析（一）石油焦石油焦是原油經(jīng)蒸餾將輕重質(zhì)油分離后，重質(zhì)油再經(jīng)熱裂的過程轉(zhuǎn)化而成的產(chǎn)品，主要用來生產(chǎn)石墨電極、鋰電負(fù)極、高端預(yù)焙陽極等。石油焦是石油煉化副產(chǎn)品，產(chǎn)出基本依賴石油煉化產(chǎn)量。2022年6月全國(guó)石油焦產(chǎn)量248．9萬噸，同比下降1．8%，2022年1-6月全國(guó)石油焦產(chǎn)量為1472．2萬噸，同比下降1%。（二）針狀焦產(chǎn)量針狀焦是一種新型優(yōu)質(zhì)的碳素材料，外觀為銀灰色。針狀焦原材料要求較高，是高端人造石墨的主要原材料。得益于我國(guó)鋰離子電池行業(yè)的快速發(fā)展，針狀焦市場(chǎng)需求釋放，行業(yè)規(guī)模隨之?dāng)U張。近年來中國(guó)針狀焦產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，2021年產(chǎn)量超70萬噸，預(yù)計(jì)2023年將繼續(xù)保持增長(zhǎng)，產(chǎn)量將達(dá)138．79萬噸。從市場(chǎng)份額來看，中國(guó)針狀焦市場(chǎng)份額較為分散。2021年中國(guó)油系針狀焦總產(chǎn)能為145萬噸，生產(chǎn)企業(yè)共9家，其中排名前五的是寶來生物、益大新材料、京陽科技、錦州石化、億維新材，產(chǎn)能分別為26萬噸、20萬噸、20萬噸、17萬噸、15萬噸，分別占比18%、14%、14%、12%、10%。（三）天然石墨產(chǎn)量在鋰離子電池、電弧爐鋼鐵等行業(yè)的推動(dòng)下，我國(guó)天然石墨產(chǎn)量逐年增長(zhǎng)。數(shù)據(jù)顯示，2017-2021年國(guó)內(nèi)天然石墨產(chǎn)量從62．5萬噸增長(zhǎng)至73．5萬噸，期內(nèi)年均復(fù)合增長(zhǎng)率為4．14%。未來隨著包括耐火材料、潤(rùn)滑油和鋰離子電池在內(nèi)的下游行業(yè)的需求不斷攀升，中國(guó)天然石墨產(chǎn)量預(yù)計(jì)將在2023年達(dá)87．3萬噸。天然石墨可分為鱗片石墨和土狀石墨，負(fù)極材料通常采用鱗片石墨。從市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局來看，貝特瑞獨(dú)占63%的市場(chǎng)份額，翔豐華、杉杉占比分別為8%、6%。石墨化技術(shù)現(xiàn)狀分析傳統(tǒng)石墨化工藝主要包括艾奇遜石墨化爐，內(nèi)熱串接式石墨化爐兩種，均屬于間歇式石墨化爐。艾奇遜石墨化爐使用歷史悠久，是目前最為成熟、應(yīng)用最為廣泛的石墨化爐，其主要優(yōu)點(diǎn)包括結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用、容易維修等，但是缺點(diǎn)是熱損失大，能量有效利用率僅30%左右，單位電耗達(dá)4000-4800kWh/t，且需要大量的冶金焦作為電阻料，污染比較嚴(yán)重。內(nèi)串式石墨化爐相比艾奇遜爐加熱速度快，生產(chǎn)周期短，且電耗下降20%-35%，產(chǎn)品石墨化程度更均勻，但該爐一般只適用于電極的生產(chǎn)，不適用于顆粒料的負(fù)極石墨化生產(chǎn)。為了應(yīng)對(duì)國(guó)內(nèi)越來越嚴(yán)厲的能耗政策以及不斷上升的成本壓力，負(fù)極企業(yè)探索新的石墨化技術(shù)，其主要的發(fā)展方向分為兩種，一種是在傳統(tǒng)的艾奇遜爐基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)的箱式爐，另外一種是連續(xù)石墨化爐。行業(yè)發(fā)展前景分析（一）各國(guó)新能源汽車支持政策有利于鋰電池負(fù)極材料產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展鋰電池負(fù)極材料作為一種重要的新能源汽車動(dòng)力電池材料，長(zhǎng)期以來受到國(guó)家科技政策和產(chǎn)業(yè)政策的支持，并被列入國(guó)家相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃及目錄。近年來，國(guó)家相關(guān)部門相繼出臺(tái)了新能源汽車相關(guān)法規(guī)和政策，具體包括購車補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠、路權(quán)特權(quán)、積分政策等，為我國(guó)新能源汽車企業(yè)的發(fā)展提供了良好的外部環(huán)境，有利于國(guó)內(nèi)鋰電池負(fù)極材料產(chǎn)業(yè)在更高的起點(diǎn)上與國(guó)際同行競(jìng)爭(zhēng)。（二）日益緊迫的環(huán)保壓力有利于促進(jìn)鋰電負(fù)極材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展二次鋰離子電池在電動(dòng)汽車、電動(dòng)自行車和電動(dòng)工具等領(lǐng)域的加速推廣應(yīng)用，有利于改善能源結(jié)構(gòu)，增加清潔能源，減少碳排放量，改善環(huán)境。另一方面，二次電池中鉛酸、鎳鎘電池的使用和廢棄都有可能對(duì)環(huán)境造成了較大污染，而鋰電池是具環(huán)保價(jià)值的綠色電池之一，其對(duì)這兩種電池品種的替代全面符合了當(dāng)下對(duì)建立環(huán)境友好型社會(huì)的號(hào)召。由此釋放出的巨大市場(chǎng)空間給鋰離子電池產(chǎn)業(yè)帶來了重要的發(fā)展機(jī)遇。（三）下游各大車廠的擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃將直接推動(dòng)鋰電負(fù)極產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展面對(duì)新能源汽車較為明確的發(fā)展趨勢(shì)，國(guó)內(nèi)外各大汽車巨頭相繼加大了新能源汽車的投資力度，同時(shí)也引來了各路資本競(jìng)相加入造車新勢(shì)力，將直接推動(dòng)上游動(dòng)力鋰電廠商以及負(fù)極材料廠快速發(fā)展。中國(guó)負(fù)極材料行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局分析（一）石墨化產(chǎn)能分布石墨化是人造石墨的必備工序，由于雙限政策影響，國(guó)內(nèi)各地對(duì)屬于高能耗產(chǎn)業(yè)的石墨化項(xiàng)目嚴(yán)格限制，目前純石墨化廠商擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目較難通過地方政府能評(píng)及環(huán)評(píng)審批。負(fù)極廠商一體化產(chǎn)能項(xiàng)目由于更能促進(jìn)地方就業(yè)和貢獻(xiàn)更多稅收，并屬于國(guó)家鼓勵(lì)的新能源產(chǎn)業(yè)，相對(duì)更容易拿到能評(píng)和環(huán)評(píng)審批。2021年我國(guó)石墨化產(chǎn)能合計(jì)98．1萬噸。（二）競(jìng)爭(zhēng)格局2021年國(guó)內(nèi)負(fù)極材料產(chǎn)量達(dá)66萬噸，同比增長(zhǎng)85%。負(fù)極龍頭貝特瑞市占率26%，同比增長(zhǎng)3%，國(guó)內(nèi)負(fù)極CR3/CR5分別達(dá)56%/80%，同比下降2%/持平，龍頭廠商競(jìng)爭(zhēng)格局較為穩(wěn)定，其中貝特瑞、中科星城和尚太科技擴(kuò)產(chǎn)積極，市占率提升較為明顯。在人造石墨領(lǐng)域，璞泰來（