2022年负极材料行业市场规模及发展趋势分析.docx

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1、2022年负极材料行业市场规模及发展趋势分析1. 2025年近千亿元规模，各企业加强一体化布局1.1. 锂电扩产拉动负极需求，硅基负极处放量前夕人造石墨应用最广泛，硅基负极呈现良好发展前景。负极材料是锂电池的核心材料 之一，成本占比在 5%-15%，主要类型包括天然石墨、人造石墨和硅基负极等，其中人造 石墨是优质石油焦或针状焦和沥青在 2000-3000的高温下煅烧而成，与天然石墨相比， 具有比容量接近、循环寿命高、倍率性能优、纯度高、灰分少、高温性能良好、导热系 数高、热膨胀系数低等特点，因而是中国锂电池主要采用的负极材料，2021 年中国人造 石墨负极材料出货占比 84%，未来占比仍有提升

2、空间。目前石墨基负极的性能发挥基本 趋于极限值，硅基负极具有高储锂容量（理论容量 4200mAh/g）、良好电子通道、不析锂、 储量丰富等优点，在高能量密度需求的电池，尤其在 4680 电池上的发展前景良好。(1) 快充负极：消费&动力的共性需求，石墨负极技术不断迭代锂电池快充技术一般指充电电流大于 1.6C 的充电技术，往往需要锂离子快速脱出并 “游向”负极，这就要求负极材料具有快速的嵌锂能力。然而石墨的层间距较小，在快 速充电模式下由于界面反应阻抗的新增，使得石墨负极相比慢充（1.0C）下更容易达到 析锂电位，锂离子不能正常脱出嵌入，因此材料都需要掺杂或包覆，如掺硅。快充是数 码产品和新能

3、源汽车的共性需求，目前在数码手机上已经广泛采用快充方案；在动力电 池领域，随着汽车续航的逐步提高，充电时间成为愈加重要的因素，快充负极在动力电 池导入将不断加速，LG、宁德时代、比亚迪等均是快充材料的先行使用者。(2) 硅基负极：具备产业化条件，在动力电池和部分车型的配套已实现落地硅基负极包括硅碳负极和氧化亚硅负极，其中硅碳负极具有比容量高、首次充放电 效率更高、工艺更加成熟等优点；氧化亚硅负极的优点在于可逆容量高 (1700-1800mAh/g)、 循环性能和倍率性能更优。目前这两种材料均基本具备产业化条件，部分企业建设产能 突破 1 万吨/年，其中贝特瑞的出货量行业领先，第三代硅碳负极产品

4、比容量已达 1500mAh/g，目前正在建设 4 万吨硅基负极产线；杉杉股份、硅宝科技等公司的相关材料 也已实现小批量供货。由于成本高等因素，目前硅基负极主要与石墨类负极混合使用， 掺混比例在 10%以内。在应用端，松下、三星、宁德时代等电池厂已经部分采用贝特瑞 或杉杉股份等相关产品，在车型方面，硅基负极在特斯拉汽车等部分车型的应用已经落 地，硅基负极有望随配套车型的放量实现较好销量。锂电池开启扩产狂潮，负极材料需求空间广阔。据储能头条不完全统计，2021 年中 国锂电池企业投资扩产项目达 82 个，投资金额累计超 6700 亿元，新增锂电池产能超 1240GWh。根据各家产能规划，国内电池厂

5、的扩产步伐快于日韩企业，其中到 2025 年， 宁德时代、比亚迪、中创新航和蜂巢能源的规划或目标产能均将超过 500GWh，四年 CAGR 在 35%-121%；此外，传统的能源巨头纷纷跨界进入，其中宝丰集团、聚创新能源（宝能 子公司）计划分别投资 692 亿元、360 亿元建设锂电池产能。据中国电池网不完全统计， 截至 2021 年底国内锂电产能规划超过 2.1TWh，负极材料作为锂电核心材料之一，有望 随锂电池实际新增产能的释放而快速放量。到 2025 年，全球负极材料需求量望达 205 万吨，四年 CAGR 为 42%，人造石墨和 硅碳负极放量较快。伴随着新能源汽车市场的快速发展和新能源

6、发电配储要求下新型储 能装机需求的爆发，锂电池行业迎来广阔需求，我们预计到 2025 年，全球动力电池、储 能电池的出货量有望达到 1602GWh 和 161GWh，四年 CAGR 为 52%和 52%，消费、小 动力等锂电池主要受益于智能家居设备、可穿戴设备、电动工具等需求拉动，增速相对 平稳。据此估计，到 2025 年全球负极材料需求量有望达 205 万吨，2021-2025 年四年 CAGR为 42%，其中人造石墨维持主流地位，到 2025 年需求量预计达 149 万吨，四年 CAGR 为 39%；硅基负极目前处于混品导入阶段，在 2023 年后放量提速，预计到 2025 年需求量达 3

7、7 万吨，四年 CAGR 为 106%。由于硅基负极价格较高，后续降价空间较大，若仅考虑 人造石墨和天然石墨，按照 2021 年中端石墨均价 4.5 万元/吨计算，预计到 2025 年负极 材料的市场规模为 923 亿元。1.2. 头部企业扩产积极，加速推进一体化布局贝特瑞、璞泰来、杉杉股份位于业内第一梯队。2020 年全球负极材料出货前三分别 为贝特瑞、璞泰来、杉杉股份，占比分别为 14.3%、11.9%、11.7%，属于行业第一梯队。 2021 年贝特瑞在天然石墨领域一家独大，市场份额超过 60%；在人造石墨领域，璞泰来(江 西紫宸)和杉杉股份是双龙头，2021 年在国内的市场份额均超过

8、15%，凯金能源、贝特瑞、 中科电气、尚太科技等紧随其后。产能扩张持续加码，头部八家公司产能规划约 260 万吨。在全球动力电池出货高增 和大规模扩产的背景下，负极材料厂商纷纷宣布产能规划，截至 2022 年 4 月的统计，第 一梯队的贝特瑞、璞泰来、杉杉股份的规划产能最高，分别为 78、35、68 万吨；行业头 部的八家公司合计产能规划已达到 260 万吨（含现有产能），是 2021 年全球出货量的 2.5 倍以上。若考虑其他厂商，鑫椤资讯统计，到 2024 年全球负极产能规划超过 600 万吨， 隆众资讯统计的数字约 644 万吨。短期负极供需紧张，头部厂商竞争优势突出。虽然目前的负极产能

9、规划较大，但可 能存在产能重复统计问题，以及实际落地还受到市场反馈等影响，而且实际的有效产能 很大程度受制于原材料保供能力和石墨化产能配套水平，因此短期内负极供需依然紧张。 我们认为有效产能和实际出货未来将主要集中在头部厂商，原因在于：1) 头部厂商能够 高效稳定地生产中高端产品，而生产低端产品的其他厂商的生存空间逐渐被压缩；2) 头 部厂商的石墨化自供率逐步提升，成本竞争力增强；3) 在产品力和低成本帮助下，头部 厂商的客户壁垒稳固，出货量有保障，并带来对供应链管控能力的提升。受高能耗、长扩产周期、需求拉动等影响，石墨化成本上涨较快。石墨化是指通过 高温热处理，完成材料晶格结构重排及规整化，

10、以获得高导电、高导热、耐腐蚀、耐摩 擦等性能。由于石墨化产线的固定资产投资较大，产线投资额约 1 亿元/万吨；而且能耗 很高，坩埚法每吨石墨化产能耗电量 1.4-1.6 万度电，按照 0.6 元/kWh 工业电价测算，大 约 0.84-0.96 万元/吨，占石墨化成本的 60%以上，因此产能集中在内蒙、四川等低电价地 区。受需求上涨但供给增长受限的影响，根据鑫椤资讯，到 2022 年 4 月，石墨化加工散 单报价上涨至 2.8 万元/吨，较 2021 年初上涨 87%，长协单报价也达到 2.5 万元/吨左右。 此外，针状焦、石油焦等原材料受生产紧张和需求拉动，2021 年涨价幅度较大，这使得

11、目前在负极材料中，原材料针状焦、石油焦和石墨化加工的成本占比合计超 80%。石墨化配套日益重要，“一体化”成负极企业布局重点。随着负极产能的扩大，配套 石墨化开始具备经济性和规模效应，负极厂商纷纷加大石墨化配套力度。其中，璞泰来 在 2021 年底负极产能 15 万吨，其中石墨化产能达 11 万吨，据此估算自供率约 73%，并 启动四川紫宸一体化产能建设；贝特瑞在云南大理、宁夏石嘴山、山西阳泉等扩产项目 均为一体化产线；杉杉股份在四川眉山、内蒙古包头的新建项目也配备石墨化产能；中 科电气规划，未来负极材料产能将达 34-35 万吨/年，而石墨化加工产能将达 29.5 万吨/ 年；尚太科技的石墨

12、化自供率较高，除满足自身需求外还对外提供石墨化加工服务，因 而毛利率处于业内领先水平。在焦类原材料保供方面，璞泰来参股振兴炭材，杉杉股份 绑定锦州石化，贝特瑞与山东京阳、联化新材料合作。2. 一体化产能快速落地，硅基负极放量可期2.1. 负极产能加速扩张，石墨化工艺业内领先2021 年负极材料业务规模大幅增长，盈利能力增强。受益全球新能源汽车产业发展， 2016-2020 年，公司负极材料业务的收入和归母净利润的四年 CAGR 分别为 21%和 16%； 2021 年公司负极材料业务收入和归母净利润的同比增速分别为 64%和 200%，收入规模和盈利能力显著改善，主要得益于：1) 内蒙古包头一

13、体化项目一期达产，降本增效明显， 产品毛利率提升；2) 受益负极材料需求增长，销量增长显著；3) 产品结构持续优化。到 2023 年负极有效产能将达 28 万吨，石墨化配套助负极成本显著降低。截至 2021 年底，公司负极材料产能约为 12 万吨，石墨化产能 4.2 万吨（不含参股 4 万吨），此外内 蒙古包头二期 6 万吨负极一体化项目正处于产能爬坡阶段，其中石墨化配套 5.2 万吨，预 计到 2022 年底公司负极成品有效产能达到 18 万吨左右，石墨化产能约 9.4 万吨。公司四 川眉山基地新建 20 万吨负极一体化项目，其中一期 10 万吨已于 2022 年 1 月开工，预计 到 20

14、23 年公司新增产能全部释放，总有效产能达 28 万吨。此外 2022 年 4 月底，公司宣 布拟投资约 97 亿元在云南安宁建设年产 30 万吨池负极材料一体化基地项目，其中一期 20 万吨，每期建设周期为 16 个月。2019-2021 年，公司负极材料的单位成本费用（单吨 价格-单吨净利润）从 4.99 万元/吨下降至 3.51 万元/吨，下降较快，预计未来随着石墨一 体化产能的落地，公司盈利能力将进一步增强。在原材料保障方面，2021 年 3 月，负极公司与中国石油锦州石化公司签署协议，双 方在针状焦、石油焦、煅后焦等领域展开全方位合作，同时，中国石油锦州石化公司将 积极推进第三套针状

15、焦装置建设，为负极公司未来 3 至 5 年的战略规划提供原料保障。公司箱体炉石墨化技术成熟、电耗低、高收率。在石墨化生产技术方面，相比传统 坩埚法，箱体炉的主要优势在于 1) 单位电耗低：单位耗电量比坩埚法低 40%-50%；2) 生 产效率高：不需要负极材料重复装入、装出坩埚工作；3) 有效容积高：厢体之间无需添 加保温电阻料，仅需保留厢体四周与炉壁之间的保温材料；4) 单次装炉量高：装料容积 约为坩埚法的 2 倍，总耗电量增加约 10%，但周期更长。公司是业内第一家采用箱体炉 进行石墨化生产，并采用吸料天车进行投料的企业，工艺技术成熟，品控能力强，可提 高出炉实收率；单次装炉量领先行业，因

16、而规模效应更强，产品单位能耗更低。箱式炉石墨化单吨净利润可达 7388 元，公司有望随石墨化产能释放受益。在 2021 年石墨化费用上涨较快背景下，石墨化对于企业配套的利润提升作用愈加明显。我们大 致参考各指标 2021 年全年情况，测算了箱式炉石墨化的成本利润，得出：箱式炉单吨石 墨化的生产成本约为 8171 元/吨，按照 2021 年全年市场价 1.96 万元/吨估算，石墨化毛利 率约为 58%；外供单吨税后净利润可达 7388 元/吨，净利率约为 38%。石墨化的高利润 率主要得益于 1) 箱式炉的单位耗电量比传统坩埚法低 40%-50%；2) 其次厢体之间无需 添加保温电阻料，炉体使用

17、效率提升；3) 石墨化加工费用上涨较快。随着公司在内蒙古 包头和四川眉山的石墨化配套产能的释放，石墨化规模效应进一步增强，同时受益当地 低电价优势 (估算电价降低 0.1 元/度，成本降低 715 元/吨)，公司的盈利水平有望提升。2.2. 快充产品快速迭代，硅基负极性能跻身第一梯队公司以第一款人造石墨 FSN-1 为起点，打造并优化自有造粒技术、包覆技术、热处 理技术等技术平台，目前产品形成了以成本型、能量型、快充型、超高功率型为主的四 大产品体系，在数码和动力领域均处于业内领先水平。(1) 数码快充人造石墨产品性能和出货全球领先。公司的液相融合碳化技术全球领先， 高能量密度 3C 快充人造

18、石墨获得全球主流消费电池企业和终端企业的认可，出 货量和产品性能均处于全球领先地位，在数码领域负极材料出货全球第一。公司 突破数码类高能量密度低膨胀技术瓶颈，打造新一代低膨胀造粒技术平台，突破 生焦二次颗粒 5C 快充技术瓶颈，打造新一代 5C 高能量密度技术平台。最新一 代快充类产品（3C、5C）已在全球主流消费类企业试产，预计 2022 年全面导入。(2) 动力领域产品不断迭代，进入全球主流供应体系。公司早年开发的 QCG 系列负 极材料是业内首款低温快充高能量密度产品，其中 QCG-W2比容量为354mAh/g， 首效超过 91%，性价比高。公司凭借高性价比快充人造石墨，进入全球多家主流

19、 车企的供应链，尤其在海外市场的销量大幅增长，客户结构进一步改善。硅基负极性能比肩贝特瑞，动力领域放量可期。公司硅氧亚硅负极材料的性能和产 业化处于领先位置，产品具有可逆容量高、循环性能和倍率性能优秀等性能，与贝特瑞 相关产品相比，公司主要是硅氧负极，颗粒更小，倍率性能和循环寿命较好，放电容量 不相上下。此外公司已掌握硅基负极材料前驱体批量化合成核心技术，相关材料已经通过下游核心客户测试。目前公司硅基负极产品已批量应用于数码等消费电池领域，进入 全球知名电动工具企业的供应链实现批量供货；在动力电池领域，公司硅基产品通过了 全球优质动力客户的产品认证，已实现装车，未来销量有望大幅提升。公司打入全球主流锂电芯企业供应链，客户资源优质丰富。公司已经与全球主流锂 电池制造商建立紧密合作关系，客户包括 ATL、LG ES、CATL、比亚迪、力神、蜂巢能 源、孚能科技、国轩高科、亿纬锂能、SDI 等国内外主流的电芯企业，客户的锂电池出货 量处于行业前列，2021 年动力电池出货前十中，大部分与公司均有合作；此外 ATL、亿 纬锂能在数码消费电池领域积累深厚。2022 年 4 月 20 日公告，宁德时代、比亚迪、ATL、 中国石油集团昆仑资本等对负极公司上海杉杉锂电增资，通过引入电池头部客户和上游 原材料供应商，公司将在上游材料供应和下游电池出货方面展开合作，有望夯实公司核 心竞争力。