中科電氣研究報(bào)告產(chǎn)能盈利雙輪驅(qū)動(dòng)釋放公司高成長性

中科電氣研究報(bào)告-產(chǎn)能盈利雙輪驅(qū)動(dòng)釋放公司高成長性一、負(fù)極一體化程度加劇是否有利？1.硅基負(fù)極體積膨脹未解決，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程放緩負(fù)極材料可分為碳系負(fù)極和非碳性負(fù)極。碳材料中的石墨類為鋰離子電池主要的負(fù)極材料，碳系石墨類具體可分為天然石墨和人造石墨兩種，其中人造石墨又可分為中間相炭微球和石墨化碳纖維。硅基負(fù)極材料理論克容量是石墨負(fù)極材料的10倍，不會(huì)拖累電池能量密度的提升。硅儲(chǔ)量比較豐富，具備比較成熟的單質(zhì)硅制備提純工藝，嵌鋰形成合金對應(yīng)極高的體積比容量（9786mAh/cm3）和質(zhì)量比容量（4200mAh/g），被認(rèn)為是最有潛力商業(yè)化的負(fù)極材料。硅基負(fù)極材料需要攻克的難點(diǎn)：體積劇烈變化和不穩(wěn)定SEI膜。在電池充電時(shí)，Li和Si會(huì)發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，硅被完全鋰化會(huì)生成Li22Si5，導(dǎo)致晶體Si和非晶態(tài)Si嵌鋰都會(huì)產(chǎn)生超過320%的體積膨脹，而碳材料只有16%。放電時(shí)Li22Si5會(huì)分解成Si和Li+，體積變小。體積膨脹過大會(huì)引起顆粒產(chǎn)生裂紋粉化和顆粒斷裂，同時(shí)體積膨脹導(dǎo)致的應(yīng)力會(huì)使得Li+離子失去向電極繼續(xù)擴(kuò)散的動(dòng)力，最后硅顆粒開裂粉化和電池材料的脫落會(huì)不斷生成新的表面，導(dǎo)致固體電解質(zhì)層SEI膜的持續(xù)生成，也就是說體積膨脹會(huì)導(dǎo)致原來分散的Si顆粒在嵌鋰后出現(xiàn)融合，消耗鋰離子，進(jìn)而導(dǎo)致Si負(fù)極容量和倍率性能衰減。2.下游需求旺盛，人造石墨為當(dāng)前主流國內(nèi)與國外市場共舞，開啟電動(dòng)車10年景氣周期。新興造車勢力快速放量，貢獻(xiàn)市場活躍度。特斯拉銷量一直處于高增長態(tài)勢，2022年Q1共交付31萬輛，同比增長68%。蔚來、小鵬在2021年交付9.9/9.1輛，創(chuàng)下年度銷量新高。隨著第三方造車勢力的崛起，未來一段時(shí)間將對新能源汽車銷量貢獻(xiàn)純增量，利好行業(yè)長期發(fā)展。2021年國內(nèi)新能源汽車銷量達(dá)352萬輛，同比增長157%，預(yù)計(jì)2022年銷量為550萬輛，同比增長超50%。根據(jù)單車50度電計(jì)算，預(yù)計(jì)2022年全球動(dòng)力電池需求為504GWh，1KWh消耗1.1kg負(fù)極材料，估算2022年全球動(dòng)力負(fù)極材料需求約55萬噸，同比增長超60%。3.負(fù)極材料產(chǎn)業(yè)鏈條長人造石墨原料包括針狀焦、石油焦和瀝青焦，這些主要來自于煤化工和石油化工加工的副產(chǎn)品，價(jià)格受到石油價(jià)格的波動(dòng)影響。一般來說，高能量密度的人造石墨負(fù)極材料主要使用針狀焦等作為原料，中低端負(fù)極材料則使用低成本的石油焦等。石墨化是負(fù)極材料生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。天然石墨原料來自于天然鱗片制備的球化石墨，特點(diǎn)是和工藝簡單和成本較低。人造石墨原料包括針狀焦、石油焦和瀝青焦，主要工藝分為破碎、造粒、石墨化、包覆碳化，其中造粒、石墨化和包覆壁壘較高。造粒：是人造石墨的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，分為熱解工序和球磨工序。1）熱解工序：將中間物料投入反應(yīng)釜中，在惰性氣體氛圍和一定壓力下進(jìn)行電加熱，在200-300℃攪拌1-3小時(shí)，后繼續(xù)加熱至400-500℃，攪拌得到粒徑在10-20mm的物料，降溫出料。2）球磨工序：真空進(jìn)料，將經(jīng)過熱解工序的物料輸送至球磨機(jī)進(jìn)行機(jī)械球磨，10-20mm物料磨制成6-10微米粒徑的物料。石墨化：使用高溫?zé)崽幚恚℉TT）對原子重排及結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變提供能量，利用熱活化將熱力學(xué)不穩(wěn)定的碳原子實(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。包覆碳化：以石墨類碳材料作為“核芯”，在其表面包覆一層均勻的無定形碳材料，形成類似

“核－殼”結(jié)構(gòu)的顆粒。通常用的無定形碳材料的前軀體有酚醛樹脂、瀝青、檸檬酸等低溫?zé)峤馓疾牧?。無定形碳材料的層間距比石墨大，可改善鋰離子在其中的擴(kuò)散性能，這相當(dāng)于在石墨外表面形成緩沖層，從而提高石墨材料的大電流充放電性能、循環(huán)壽命等。4.負(fù)極一體化程度有利于降本負(fù)極材料產(chǎn)業(yè)鏈條較長，因此在產(chǎn)品本身規(guī)模和效率前提下，尋求成本降低的可行解就是整合產(chǎn)業(yè)鏈。從成本結(jié)構(gòu)來看，原材料和石墨化工序（成本包括坩堝、電阻料等直接材料，人工、水電和折舊，其中電費(fèi)約占60%，耗電高）成本占比較高，2017-2019年翔豐華人造石墨負(fù)極材料中石墨化加工費(fèi)占總成本的比例在50%左右。根據(jù)璞泰來招股說明書，石墨化工序與前后端生產(chǎn)工序相對獨(dú)立，固定資產(chǎn)投資較大且石墨化電阻廢料處置需要穩(wěn)定的鋼廠和鋁廠客戶資源，因此早期大部分廠商都選擇外協(xié)生產(chǎn)。料來源：公司公告，太平洋研究院整理資料來源：公司公告，太平洋研究院整理負(fù)極材料中石墨化工藝會(huì)產(chǎn)生附屬產(chǎn)品，石墨化焦會(huì)在石油焦置于石墨化爐中，經(jīng)過高溫石墨化熱處理工藝制作生成的產(chǎn)品。石墨化焦分為增碳劑和鋁用炭素，其中增碳劑主要應(yīng)用于鋼鐵和鑄造行業(yè)，鋁用炭素主要作為陽極和陰極，應(yīng)用于電解鋁行業(yè)。近年來政策對于高能耗高污染的產(chǎn)能不斷加強(qiáng)管理，低端石墨化工廠被動(dòng)退出市場，加上對環(huán)境有好的電爐煉鋼技術(shù)產(chǎn)能的推廣，帶動(dòng)石墨化工序加工費(fèi)的上漲，從而影響供應(yīng)鏈的穩(wěn)定。布局石墨化能顯著降低成本。隨著2017年石墨化加工費(fèi)的漲價(jià)，各大負(fù)極廠商紛紛布局石墨化產(chǎn)能，根據(jù)公司公告數(shù)據(jù)，計(jì)算中科電氣負(fù)極材料原材料及部分加工單噸成本的走勢，2018年公司由于產(chǎn)能停工導(dǎo)致成本抬升，之后主要由于石墨化自供比例的提升帶來成本的下降。根據(jù)尚太科技招股說明書，2021年上半年公司石墨化外協(xié)的單噸成本在1.08萬元，比石墨化自產(chǎn)的成本要高0.55萬元，如果石墨化自供比例達(dá)到100%，則可以提升毛利率20pct。在成本占比較高的還有原材料針狀焦、石油焦等，那么需不需要整合全產(chǎn)業(yè)鏈來增強(qiáng)一體化從而達(dá)到降低成本？我們認(rèn)為下場建設(shè)焦類原材料產(chǎn)線可能弊大于利。焦類價(jià)格波動(dòng)較大。根據(jù)百川盈孚數(shù)據(jù)顯示，2021年我國針狀焦產(chǎn)能約229萬噸，較上年增加了48.7萬噸，總產(chǎn)量為108.3萬噸，同比增長107%。根據(jù)GGII數(shù)據(jù)顯示，2021年我國負(fù)極材料出貨量在72萬噸，同比增長97%。石墨負(fù)極單噸消耗針狀焦1.3萬噸左右，計(jì)算得出2021年我國負(fù)極材料理論消耗93.6萬噸針狀焦，如果再扣除部分負(fù)極企業(yè)針狀焦來源于進(jìn)口，針狀焦供大于求，且比較容易采購，無需親自新建焦類產(chǎn)線。我們從尚太科技和翔豐華焦類原材料采購單價(jià)來看，焦類采購單價(jià)和石油煤炭呈現(xiàn)周期性，波動(dòng)較大。以尚太科技為例，2020年和2021年上半年石墨化工序100%自供單噸節(jié)約成本比單噸焦類采購成本分別高0.26和0.06萬元。根據(jù)廣東煤基碳材料研究有限公司官網(wǎng)，推算得出2019年針狀焦毛利率為48.7%，因此我們分情況討論，針狀焦100%自供預(yù)計(jì)能提升毛利率12pct（不考慮其規(guī)模小帶來的成本增加和假設(shè)比煤化工企業(yè)高的毛利率）。討論一：在順周期的時(shí)候，大宗商品的漲價(jià)會(huì)帶動(dòng)原材料焦類的上漲，公司滲透此環(huán)節(jié)可以充分享受這一環(huán)節(jié)帶來的利潤；討論二：焦類生產(chǎn)與石墨化工序同屬于高污染環(huán)節(jié)，但是焦類是煤化工企業(yè)的附生品，而石墨化工序是單獨(dú)的工序，因此石墨化會(huì)影響產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)的連續(xù)性，而焦類不會(huì)，但是采購價(jià)格會(huì)呈現(xiàn)周期波動(dòng)?？紤]到正常價(jià)格情況下，其價(jià)值量不太高，企業(yè)滲透此環(huán)節(jié)勢必會(huì)在逆周期中遭遇陣痛