一、鋰電池負(fù)極材料概述

1.1負(fù)極材料簡(jiǎn)介

負(fù)極材料是鋰離子電池四大核心材料之一。鋰電池負(fù)極主要由負(fù)極活性物質(zhì)碳材料或非碳材料、粘合劑和添加劑混合制成，涂抹于銅箔的兩側(cè)，后經(jīng)干燥、滾壓等工序加工完成。在鋰電池充放電過(guò)程中，受電極電壓作用，正極中的鋰離子發(fā)生“嵌入”和“脫嵌”電化學(xué)反應(yīng)，負(fù)極作為載體負(fù)責(zé)儲(chǔ)存并釋放鋰離子并使電流從外電路通過(guò)。根據(jù)鋰電池類(lèi)型和應(yīng)用場(chǎng)景的不同，在負(fù)極材料選擇和成本上也存在差異。平均來(lái)看，負(fù)極材料占鋰電池制造成本的10%～15%不等。

1.2負(fù)極材料分類(lèi)：人造石墨為主，天然石墨為輔，硅基是未來(lái)發(fā)展方向

鋰電池負(fù)極主要分為碳材料和非碳材料兩大類(lèi)。人造石墨（市占率達(dá)到84%）和天然石墨是目前主流負(fù)極材料。其中人造石墨市占率逐年提高，從61%提升至84%，而天然石墨市占率逐年萎縮，從29.6%下降至14%。，復(fù)合石墨與中間相碳微球經(jīng)過(guò)摻雜改性和化合物處理加工制成；由于天然石墨和人造石墨克容量已應(yīng)用至材料理論極限，因此以硅基負(fù)極為主的高容量新型負(fù)極材料正成為主要的研究和發(fā)展方向，硅基負(fù)極在2021年占比為1.5%。

1.3負(fù)極材料核心參數(shù)指標(biāo)

負(fù)極材料對(duì)鋰電池的容量、能量密度、充電效率、循環(huán)壽命、安全性等核心指標(biāo)均產(chǎn)生直接影響。天然石墨和人造石墨成本較低、生產(chǎn)技術(shù)和配套設(shè)施完善、石墨類(lèi)材料穩(wěn)定性較高，占據(jù)負(fù)極市場(chǎng)主導(dǎo)地位。

負(fù)極克容量指每克負(fù)極活性物質(zhì)所能釋放出的電量，這一指標(biāo)決定了電池整體的比容量和能量密度。硅基負(fù)極理論比容量可達(dá)4200毫安時(shí)每克，使其成為高能量密度鋰電池負(fù)極材料的上佳之選。循環(huán)壽命和安全性是需求端關(guān)注的重要指標(biāo)。快充性能和倍率性能主要指鋰離子快速?gòu)恼龢O嵌入和脫嵌并不產(chǎn)生鋰離子沉積的能力。也決定了電池的充電速率和低溫下的性能表現(xiàn)。

1.4人造石墨

人造石墨材料具有高性價(jià)比。人造石墨具備首次效率高、使用壽命較長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、成本低等優(yōu)勢(shì)，經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，相關(guān)技術(shù)和配套工藝已經(jīng)成熟，成為目前應(yīng)用廣泛、技術(shù)成熟的負(fù)極材料，是負(fù)極行業(yè)目前的主流路線。不足之處在于能量密度低，加工性能較差。目前大部分動(dòng)力電池和中高端消費(fèi)電池，均選用人造石墨負(fù)極材料。與天然石墨相比，人造石墨具有比容量接近、循環(huán)壽命高、倍率性能優(yōu)、純度高、灰分少、高溫性能良好、導(dǎo)熱系 數(shù)高、熱膨脹系數(shù)低等特點(diǎn)，因而是中國(guó)鋰電池主要采用的負(fù)極材料，

人造石墨由焦煤和瀝等原料通過(guò)破碎、造粒、石墨化和篩分四大環(huán)節(jié)制成。其中石墨化環(huán)節(jié)占據(jù)了40%的成本，其占比較大,石墨化是將碳原子由熱力學(xué)上不穩(wěn)定的“二維無(wú)需重疊”排列轉(zhuǎn)化為“三維有序重疊”排列，可提升產(chǎn)品的熱、電傳導(dǎo)性，化學(xué)穩(wěn)定性等。

石墨化配套日益重要，“一體化”成負(fù)極企業(yè)布局重點(diǎn)。隨著負(fù)極產(chǎn)能的擴(kuò)大和石墨化加工費(fèi)用的快速上漲，負(fù)極廠商紛紛加大石墨化配套力度。

人造石墨的上游原料主要是焦類(lèi)(煤系針狀煤、石油系針狀焦、石油焦）和瀝青，焦類(lèi)價(jià)格差異大，也是成本控制的重要環(huán)節(jié)。一般而言，針狀焦用于能量密度較高的負(fù)極材料；石油焦因其價(jià)格較低多用于中低端負(fù)極材料。目前我國(guó)針狀焦以煤系針狀焦為主，油系針狀焦依賴于從日本水島公司和英國(guó)HSP公司進(jìn)口。目前油系和煤系針狀焦價(jià)格均漲至每噸11000元以上，石油焦?jié)q至每噸4800元以上，預(yù)計(jì)后續(xù)受益于下游需求增長(zhǎng)的帶動(dòng)，原料焦類(lèi)價(jià)格仍有上行趨勢(shì)。

受上游原材料價(jià)格上漲、能耗雙控政策、石墨化產(chǎn)能限制等因素影響，自2021年一季度起天然石墨和人造石墨負(fù)極價(jià)格快速上行。低、中、高端天然石墨及人造石墨負(fù)極都經(jīng)歷了不同程度的漲價(jià)，低端天然石墨負(fù)極材料價(jià)格從1.65萬(wàn)元/噸上漲至2.70萬(wàn)元/噸，增幅為63.64%；低端人造石墨價(jià)格從2.10萬(wàn)元/噸攀升至4.00萬(wàn)元/噸，漲幅高達(dá)90.48%。在下游應(yīng)用領(lǐng)域，新能源動(dòng)力電池、儲(chǔ)能電池和消費(fèi)電池需求帶動(dòng)下，電池企業(yè)對(duì)負(fù)極材料需求旺盛，下游有眾多廠商包括億緯鋰能、寧德時(shí)代、欣旺達(dá)、LG新能源等。

1.5硅基負(fù)極-下一代高能量密度負(fù)極材料

鋰電負(fù)極材料體系亟待突破。根據(jù)美國(guó)USABC提出的2025年電池發(fā)展目標(biāo)，電動(dòng)交通工具鋰電負(fù)極的比容量需達(dá)2000mAh/g，使用年限在15個(gè)日歷年以上，并滿足1000周次的循環(huán)要求。對(duì)此發(fā)展目標(biāo)，當(dāng)下的鋰離子電池體系，正極已從早期鈷、錳酸鋰升級(jí)為磷酸鐵鋰和三元材料，而負(fù)極材料體系，石墨的理論克容量為 372mAh/g，隨產(chǎn)業(yè)日趨成熟，目前高端石墨已接近理論容量，新的負(fù)極材料體系的開(kāi)發(fā)迫在眉睫。因此現(xiàn)在各大負(fù)極龍頭開(kāi)始布局硅基負(fù)極材料。其中貝特瑞的出貨量行業(yè)領(lǐng)先，第三代硅碳負(fù)極產(chǎn)品比容量1500mAh/g，目前正在建設(shè) 4 萬(wàn)噸硅基負(fù)極產(chǎn)線；杉杉股份、硅寶科技等公司的相關(guān)材料也已實(shí)現(xiàn)小批量供貨。但是由于成本高等因素，目前硅基負(fù)極主要與石墨類(lèi)負(fù)極混合使用，摻混比例在 10%以內(nèi)。在應(yīng)用端，松下、三星、寧德時(shí)代等電池廠已經(jīng)部分采用貝特瑞或杉杉股份等相關(guān)產(chǎn)品。在車(chē)型方面，硅基負(fù)極在特斯拉汽車(chē)等部分車(chē)型的應(yīng)用已經(jīng)落地，硅基負(fù)極有望隨配套車(chē)型的放量實(shí)現(xiàn)較好銷(xiāo)量。

硅基負(fù)極材料處于商業(yè)化初期，技術(shù)還沒(méi)有成熟，在充放電過(guò)程中，硅和鋰會(huì)進(jìn)行合金化反應(yīng)，硅的體積會(huì)發(fā)生100%~300%的膨脹，這種不斷收縮膨脹會(huì)造成硅負(fù)極材料產(chǎn)生裂紋直至粉化，引起電池容量的快速衰減；其次，膨脹在電池內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生很大的應(yīng)力，對(duì)極片形成擠壓，隨著多次循環(huán)，極片存在斷裂的風(fēng)險(xiǎn)。這種應(yīng)力還可能造成電池內(nèi)部孔隙率的降低，減少鋰離子移動(dòng)通道，造成鋰金屬的析出，影響電池安全性。

根據(jù)硅基負(fù)極材料的痛點(diǎn)，各大廠商進(jìn)行了技術(shù)優(yōu)化路線。從材料端，硅材料納米化增加了硅的比表面積，緩沖材料體積膨脹產(chǎn)生的壓力，從而維持充放電后活性材料的完整性；同時(shí)縮短鋰離子的擴(kuò)散距離，提高離子遷移率，有利于提升倍率性能。從結(jié)構(gòu)端：表面包覆、構(gòu)筑空腔、合金化都有效的解決了硅體積膨脹的問(wèn)題。硅基負(fù)極復(fù)合改性提升了硅的導(dǎo)電性并加強(qiáng)材料機(jī)械強(qiáng)度，維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，從而增強(qiáng)循環(huán)穩(wěn)定性。

二、市場(chǎng)格局與未來(lái)展望

2.1：行業(yè)快速發(fā)展，負(fù)極材料出貨量高速增長(zhǎng)

全球新能源汽車(chē)產(chǎn)量大幅增長(zhǎng)，空間進(jìn)一步打開(kāi)，將帶動(dòng)負(fù)極材料的需求量。2021年全球新能源汽車(chē)產(chǎn)量達(dá)到625萬(wàn)輛，同比大幅度增長(zhǎng)112%。展望2022年，國(guó)內(nèi)和歐洲市場(chǎng)繼續(xù)推進(jìn)，美國(guó)市場(chǎng)放量，預(yù)計(jì)2022年全球新能源汽車(chē)銷(xiāo)量將超過(guò)1000萬(wàn)輛。2025 年有望超過(guò)2400萬(wàn)輛。

我國(guó)負(fù)極材料出貨量由2014年的5.2萬(wàn)噸快速增長(zhǎng)至2020年的36.5萬(wàn)噸，CAGR高達(dá)38.37%；市場(chǎng)規(guī)模方面，負(fù)極材料市場(chǎng)規(guī)模由2014年的24.1億元快速增長(zhǎng)至2020年的164.25億元，增速迅猛。隨著各國(guó)新能源汽車(chē)政策加碼，節(jié)能減排期限接近，新能源汽車(chē)滲透率快速提升，預(yù)計(jì)2021年負(fù)極材料出貨量將保持高速增長(zhǎng)。產(chǎn)能擴(kuò)張持續(xù)加碼，頭部八家公司產(chǎn)能規(guī)劃約 260 萬(wàn)噸。在全球動(dòng)力電池出貨高增和大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)的背景下，負(fù)極材料廠商紛紛宣布產(chǎn)能規(guī)劃，截至 2022 年 4 月的統(tǒng)計(jì)，排前梯隊(duì)的貝特瑞、璞泰來(lái)、杉杉股份的規(guī)劃產(chǎn)能較高，分別為 78、35、68 萬(wàn)噸；行業(yè)頭部的八家公司合計(jì)產(chǎn)能規(guī)劃已達(dá)到 260 萬(wàn)噸（含現(xiàn)有產(chǎn)能），是 2021 年全球出貨量的 2.5倍以上。若考慮其他廠商，鑫欏資訊統(tǒng)計(jì)，到 2024 年全球負(fù)極產(chǎn)能規(guī)劃超過(guò) 600 萬(wàn)噸，隆眾資訊統(tǒng)計(jì)的數(shù)字約 644 萬(wàn)噸。

2.2競(jìng)爭(zhēng)格局

國(guó)內(nèi)負(fù)極材料的主要供應(yīng)商為貝特瑞、寧波杉杉、江西紫宸、凱金能源等，其中貝特瑞產(chǎn)品結(jié)構(gòu)以天然石墨為主人造石墨為輔；江西紫宸（璞泰來(lái)）、凱金能源、寧波杉杉以人造石墨為主。2021年CR4為56%，行業(yè)集中度較高。

從價(jià)格端來(lái)看，璞泰來(lái)、貝特瑞偏高端，中科電氣、翔豐華、尚太偏中低端。

從客戶帶來(lái)看，貝特瑞客戶主要系海外高端動(dòng)力、璞泰來(lái)主要系高端消費(fèi)電子和海外高端動(dòng)力，中科電氣系海外二線動(dòng)力和國(guó)內(nèi)一線動(dòng)力，尚太、凱金 等主要依托寧德的增長(zhǎng)。行業(yè)內(nèi)主要公司均進(jìn)入了主流鋰電池企業(yè)供應(yīng)鏈中，與下游客戶建立了長(zhǎng)期穩(wěn)定的業(yè)務(wù)合作關(guān)系。其中，杉杉股份、璞泰來(lái)、凱金能源、中科電氣、翔豐華均進(jìn)入了寧德時(shí)代的供應(yīng)鏈，寧德時(shí)代作為鋰電池行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)，眾多負(fù)極材料廠商有望共享發(fā)展紅利；貝特瑞也為三星、LG化學(xué)、比亞迪等鋰電池頭部企業(yè)供貨。

2020年，貝特瑞、杉杉股份、凱金能源能幾家主要的負(fù)極材料廠商產(chǎn)能合計(jì)49萬(wàn)噸，2020年行業(yè)產(chǎn)量為36.5萬(wàn)噸，產(chǎn)能充足。2021年，新能源汽車(chē)滲透率大幅提升，多家負(fù)極材料企業(yè)均大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)，其中貝特瑞擴(kuò)產(chǎn)27萬(wàn)噸，杉杉股份擴(kuò)產(chǎn)26萬(wàn)噸，江西紫宸和凱金能源也擴(kuò)產(chǎn)20萬(wàn)噸，業(yè)內(nèi)主要企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃超100萬(wàn)噸，充足的產(chǎn)能能夠滿足下游快速增長(zhǎng)的需求。產(chǎn)品價(jià)格方面，中端天然石墨受需求下降影響，產(chǎn)品價(jià)格自2016年下降了20%，但總體來(lái)說(shuō)價(jià)格較為穩(wěn)定。中端人造石墨價(jià)格受需求上升影響，年內(nèi)上漲10.67%，但預(yù)計(jì)未來(lái)產(chǎn)品價(jià)格不會(huì)出現(xiàn)大幅上漲情況。

從技術(shù)方面來(lái)講，傳統(tǒng)工藝在石墨負(fù)極材料的比容量性能逐漸趨于理論值，如石墨的理論克容量為372mAh/g，目前部分廠家產(chǎn)品可以達(dá)到365mAh/g，基本達(dá)到極限值。而利用微波新型加熱方式的特性，負(fù)極材料在電池的容量、能量密度、充電效率、循環(huán)壽命、安全性等核心指標(biāo)均會(huì)有較明顯的改善，因此，在技術(shù)差距不大的情況下，企業(yè)基本上賺的是制造利潤(rùn)，行業(yè)更偏向制造業(yè)屬性。利潤(rùn)提升來(lái)自于成本下降。隨著行業(yè)內(nèi)公司產(chǎn)能不斷擴(kuò)張，規(guī)?；?yīng)帶來(lái)成本下降，2020年行業(yè)內(nèi)主要公司璞泰來(lái)、杉杉股份、貝特瑞、翔豐華、中科電氣單噸成本較2019年分別下降24.2%、26.6%、16.4%、40%、16.1%。單噸售價(jià)方面，由于不同公司產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不同（人工石墨與天然石墨銷(xiāo)量占比）、產(chǎn)品性能差異（低端、中端與高端負(fù)極材料銷(xiāo)量占比）、下游客戶結(jié)構(gòu)不同（動(dòng)力電池與消費(fèi)電池），行業(yè)內(nèi)公司產(chǎn)品均價(jià)差距較大，翔豐華2020年負(fù)極材料均價(jià)為2.86萬(wàn)元/噸，而璞泰來(lái)由于有大量消費(fèi)電池負(fù)極材料出貨，銷(xiāo)售均價(jià)為5.76萬(wàn)元/噸，但總體來(lái)看銷(xiāo)售均價(jià)處于下滑階段，璞泰來(lái)、杉杉股份、貝特瑞、翔豐華、中科電氣單噸售價(jià)較2019年分別下降13.6%、20.2%、15.7%、27.9%、11.4%，單噸成本降幅高于單噸售價(jià)為公司帶來(lái)利潤(rùn)提升。

三、投資分析

隨著全球新能源汽車(chē)滲透率不斷提升以及風(fēng)光電站裝機(jī)快速增長(zhǎng)帶來(lái)的儲(chǔ)能電池需求提升，負(fù)極材料需求快速增長(zhǎng)，行業(yè)未來(lái)空間廣闊。磷酸鐵鋰電池重獲國(guó)內(nèi)乘用車(chē)的青睞，將提升負(fù)極材料單位用量。規(guī)模效應(yīng)、產(chǎn)業(yè)鏈一體化布局成為負(fù)極材料行業(yè)進(jìn)一步擴(kuò)大領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)、獲取超額收益的主要途徑。

風(fēng)險(xiǎn)提示：本文所提到的觀點(diǎn)僅代表作者個(gè)人的意見(jiàn)