鋰電負極行業(yè)專題報告一體化和連續(xù)石墨化有望拉開成本差距

鋰電負極行業(yè)專題報告-一體化和連續(xù)石墨化有望拉開成本差距1

下游需求爆發(fā)，供需格局改善需求：負極材料隨下游高增負極材料需求高增：預計2021-2023年負極材料需求將從47.7萬噸增加到89.5萬噸。結(jié)構(gòu)：人造石墨市占率持續(xù)提升2016-2020年，人造石墨出貨量由2016年的7.7萬噸上升至2020年的30.7萬噸，人造石墨在負極材料中占比從2016

年的68%上升到2020年的84%，人造石墨出貨量大幅提高，在負極材料出貨量中占比逐年提高。競爭格局：四大三小，格局穩(wěn)定經(jīng)過多年發(fā)展，目前負極材料已形成四大三小格局，貝特瑞、杉杉、璞泰來（紫宸）、凱金能源為頭部一線企

業(yè)，貝特瑞為天然石墨絕對龍頭，人造石墨份額穩(wěn)步提升。負極材料行業(yè)產(chǎn)能：從負極材料供給來看，世界負極材料供應(yīng)商主要在中國和日本，兩國負極材料產(chǎn)能之和占世界總產(chǎn)能的95%以上。供需格局有望優(yōu)化：2020年以來，市場比較擔憂負極擴產(chǎn)幅度大導致過剩。由于下游需求高增，基本消化了新增產(chǎn)能，我們預計負極

供需格局將維持。價格：整體穩(wěn)步下行，中端人造石墨有所回升在國內(nèi)現(xiàn)有的負極材料中。長期看，負極材料價格穩(wěn)步下行，短期受石墨化、原材料價格支撐，低端和高端負極

材料價格穩(wěn)定，中端人造石墨價格有所回升。2

產(chǎn)品&工藝差異化拉大，集中度提升負極企業(yè)的差異化來源分布我們認為，負極材料企業(yè)的差異化主要來源于：

（1）成本端：以石墨化、針狀焦為核心的一體化布局，核心包括石墨化工藝路徑的突破；

（2）產(chǎn)品端：以高端化石墨工藝及原材料甄選技術(shù)，硅碳負極等新產(chǎn)品為主。產(chǎn)品差異化人造石墨價格方差較大：負極材料價格分布方差較大，以璞泰來為代表的高端人造石墨價格均價達5.8萬元/噸，而低端的產(chǎn)品價格僅為2.3

萬元/噸。負極是產(chǎn)品差異化度較高的電池材料之一：負極材料指標眾多，在平衡中前進。由于各類型電池及廠家對于石墨材料的參數(shù)要求不同且持續(xù)變化，以日立化成

為例，更多是通過參數(shù)控制來獲得不同標準的負極材料，結(jié)合新工藝如包覆、復合與摻雜等對整體性能進一步提升。

負極技術(shù)優(yōu)勢的建立一方面將依賴于產(chǎn)品傳統(tǒng)工藝造粒對不同產(chǎn)品迭代帶來的經(jīng)驗積累和包覆等新工藝的研發(fā)。中高端具備較高壁壘：低端負極材料對其產(chǎn)品的性能要求相對較低，技術(shù)上較為容易實現(xiàn)，門檻較低。

高端產(chǎn)品工藝復雜且下游需求不斷更新，龍頭通過產(chǎn)品快速迭代保持領(lǐng)先。以璞泰來為例，其通過快速迭代保持領(lǐng)

先，每半年度G系列產(chǎn)品的性能指標均有所提升，持續(xù)滿足高端客戶功能改善、性能提升的技術(shù)和市場需求。成本差異化原材料、石墨化為核心成本：在人造石墨整個工序的成本中，焦類原料和石墨化工序占據(jù)較大比例，分別約為42%、50%。

人造石墨根據(jù)其性能分為高、中、低端三類。高端人造石墨負極原材料采用針狀焦，低端人造石墨負極材料采用

石油焦，兩類人造石墨成本差異主要產(chǎn)生在于原材料焦類原料和石墨化和工序復雜度。一體化布局&材料迭代（1）一體化布局：1）尚太科技：100%自供石墨化。2）貝特瑞：依靠自供石墨化+天然石墨上游礦山開采、浮選到

負極材料成品一體化獲取超額收益。3）璞泰來自供石墨化。3）中科電氣：石墨化布局+石墨化工藝改進。（2）

材料選取及替代：璞泰來、尚太科技等對原材料甄別進行研發(fā)，在保證材料性能情況下減少高價格的原材料

用量進行降本。石墨電極&負極雙景氣，原材料價格上漲價格變動：長期隨著石油市場價格變動，短期受行業(yè)供需影響

（1）2019/8-2020/1：該段時期石油價格穩(wěn)定，但隨著行業(yè)不斷擴產(chǎn)，針狀焦價格走低。

（2）2020/1-2020/10

：行業(yè)受疫情大環(huán)境影響，市場活力受限。同時石油市場價格保持相對穩(wěn)定影響，針狀焦價

格變動幅度較小

。

（3）2020/11至今

：國內(nèi)疫情轉(zhuǎn)好，市場恢復迅猛。負極材料需求提升疊加石墨電極下游電爐開工率維持高位，

焦類需求提升，同時油漿價格上漲，推動針狀焦、石油焦上漲。石墨化產(chǎn)能趨緊，短期內(nèi)新增產(chǎn)能有限限電+下游高需求，石墨化加工供需趨緊。由于內(nèi)蒙古電價較低，約40%石墨化產(chǎn)能建在內(nèi)蒙古，內(nèi)蒙古限電。因

此，石墨化加工需求也將隨之成比例攀升，預測在2023年將達到83.6萬噸。據(jù)隆眾數(shù)據(jù)，內(nèi)蒙地區(qū)獨立及配套負極

石墨化企業(yè)限電比例20-50%不等，約影響5.4-13.6萬噸產(chǎn)能，占比整體產(chǎn)能比例約7.7%-19.6%。

以90%收率計算，2021年對應(yīng)石墨化加工需求為44.5、64.9、83.6萬噸產(chǎn)能。石墨化：屬于重資產(chǎn)行業(yè)，投資成本較高石墨化定義：石墨化是人造石墨制備過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是成本差異化的最大環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)是利用熱活化將熱

力學不穩(wěn)定的碳原子實現(xiàn)由亂層結(jié)構(gòu)向石墨晶體結(jié)構(gòu)的有序轉(zhuǎn)化。石墨化建設(shè)單噸投資成本整體相對較高，平均在1萬元/噸以上。工藝：當下以艾奇遜為主流石墨化工藝路線可以分為連續(xù)式和間歇式，目前以間歇式為主。間歇式包括艾奇遜、內(nèi)串、箱體式三類，艾奇遜為目前主流路線。連續(xù)式并無特定的設(shè)備，一般是指生產(chǎn)中沒有

斷電的過程,

石墨化的產(chǎn)品需要經(jīng)過一系列的溫區(qū),

從而實現(xiàn)連續(xù)石墨化。3

新技術(shù)工藝壁壘高，產(chǎn)業(yè)化加速碳系性能觸及天花板，硅碳負極優(yōu)勢顯著鋰電池單體能量密度2020年達到350Wh/kg，2025年達到400Wh/kg，碳化石墨理論極限為370WH/kg，無法滿足需

求。

以NCA-220正極材料為例，負極材料分別使用石墨，Si-C-450，Si-C-1000，Si-C-2000，電池電芯的能量密度有明

顯的提升。硅碳負極產(chǎn)業(yè)化加速目前硅基負極更像是電解液中的添加劑，其地位與LIFSI極為相似。雖然LIFSI較6F性能優(yōu)越，但由于LIFSI成本

高，無法完全作為溶質(zhì)，行業(yè)內(nèi)采用以其作為添加劑的方式逐步擴大其用量比例。

以三星SDI為例，第一代負極硅含量為2%并落地應(yīng)用，2021年SDI將推出第二代含硅量7%的電池硅基負極；2024年

發(fā)布第三代，硅含量為10%。硅碳負極需求預測硅碳負極滲透率有望快速提升：目前硅碳負極滲透率仍較低，隨著硅碳負極材料價格下降，硅碳負

極技術(shù)的改進和對電池能量密度要求的提升，硅碳負極摻硅量&硅碳負極裝車量有望帶動滲透率提升。技術(shù)路線：硅碳、氧化亞硅各具優(yōu)勢由于單硅基作負極材料會出現(xiàn)膨脹現(xiàn)象，導致電池內(nèi)阻增加、容量快速下降，循環(huán)性能變差。為將其改性，從技

術(shù)路線上目前主要有兩條路線：納米硅/炭復合材料；氧化亞硅復合材料。

（1）硅/炭復合材料結(jié)合了硅高比容量與炭材料高導電、低膨脹、循環(huán)穩(wěn)定等特點，具有出色的能量密度；

（2）氧化亞硅復合材料相較于硅/炭復合材料具有更小的體積效應(yīng)和更加穩(wěn)定的循環(huán)性能，應(yīng)用更加廣泛，在鋼殼、

軟包、方形鋁殼等各類電芯中均可使用。硅基負極工藝/資本雙高壁壘硅硅基負極相對于石墨負極材料的制備工藝復雜，大規(guī)模生產(chǎn)存在一定困難，且各家工藝均不同，產(chǎn)品目前沒有

達到標準化，導致其價格一直居高不下，貝特瑞生產(chǎn)的硅基負極2017-2019年單價分別為20.8、21.5、23.1萬元/噸。

硅基負極材料的制備過程中多用到納米硅粉，其生產(chǎn)對設(shè)備的要求極高，需要較大的資金投入且生產(chǎn)過程中能耗

較大，貝特瑞單萬噸硅碳負極投資額達10億元，遠高于人造石墨單萬噸投資（約1.7億）。鈉離子：電池成本低廉，主要定位儲能鈉資源儲量豐富，原材料成本較低。鋰資源在地殼中含量有限且分布不均,鈉離子資源豐富，原材料成本遠低于鋰。鈉離子電池成本&性能特性早起更適用于儲能裝置。鈉離子的理論能量密度有限，其低溫性能和安全性更為穩(wěn)定，且具

有更好的快充性能，符合儲能裝置的性能需求，并具備更低的成本。4

重點企業(yè)分析貝特瑞（中國寶安）：人造石墨擴產(chǎn)加速，連續(xù)化石墨或率先落地貝特瑞是老牌負極龍頭，天然石墨全球領(lǐng)先，人造石墨產(chǎn)能加速推進，此外，貝特瑞正處于連續(xù)石墨化

技術(shù)驗證期，行業(yè)進度處于領(lǐng)先地位，有望率先實現(xiàn)連續(xù)石墨化產(chǎn)線落地。

高鎳領(lǐng)先，有望受益海外電動化增速。公司高鎳核心客戶覆蓋松下、LG等海外核心動力電池廠商，隨歐

美電動化加速，公司有望深度受益。璞泰來：高端石墨&一體化布局領(lǐng)先一體化布局領(lǐng)先：隨著公司內(nèi)蒙紫宸自籌資金建設(shè)的

2

萬噸負極材料前工序和溧陽紫宸可轉(zhuǎn)債

3

萬噸碳化

工序產(chǎn)能于

2021

年初正式投產(chǎn)，江西紫宸

6

萬噸負極材料前工序和內(nèi)蒙興豐石墨化二期產(chǎn)能在

2021

年下半年逐

步投入運營，公司負極材料的全工序一體化產(chǎn)能配套將更加完善，公司拓展中低端市場所面臨的產(chǎn)能瓶頸有望得到

逐步緩解，確保

2021

年將具有

10

萬噸負極材料及其配套的石墨化、碳化加工的有效產(chǎn)能，并力爭在

2023

年形

成

25

萬噸以上的負極材料產(chǎn)能以適應(yīng)行業(yè)高速增長的市場需求。尚太科技：寧德系負極廠商，一體化布局完善石墨化立