動(dòng)力電池負(fù)極材料行業(yè)深度報(bào)告

1、石墨類負(fù)極為當(dāng)前主流鋰離子電池由四大要素組成，負(fù)極是重要一環(huán)鋰離子電池充放電過程可逆，循環(huán)壽命高：鋰電池分為鋰一次電池（又稱鋰原電池）和鋰二次電池（又稱鋰可充電電池）。鋰原電池通常以金屬鋰或者鋰合金為負(fù)極，用 MnO2，SOCl2，(CF)n 等材料作為正極。鋰二次電池分為金屬鋰二次電池和鋰離子電池。鋰一次電池的研究始于 20 世紀(jì) 50 年代，于 70 年代實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，后基于環(huán)保和資源利用的考慮，人們將研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)向可重復(fù)充電使用的鋰二次電池。與鋰一次電池不同，鋰二次電池用嵌入化合物替代了金屬鋰，電池正負(fù)極均由嵌入化合物充當(dāng)。普通電池的工作原理大部分基于“氧化-還原反應(yīng)”，而鋰離子電池正負(fù)極材料

2、都有“空間”讓鋰離子嵌入和脫嵌，其機(jī)理除了“氧化-還原反應(yīng)”以外，還基于電化學(xué)嵌入/脫嵌反應(yīng)。在電極電壓降的驅(qū)動(dòng)下，鋰離子（Li+）可以從電極材料提供的空間中嵌入或者脫嵌。在充放電過程中，鋰離子在正負(fù)極間定向移動(dòng)，由于“嵌入”與“脫嵌”并沒有造成電極材料晶格結(jié)構(gòu)的變化，反應(yīng)具有良好的可逆性。這讓鋰離子電池具有一般高能量密度可充電電池所不具備的高循環(huán)壽命。圖表 1. 鋰離子電池工作原理示意圖資料來源：Panasonic Industry以 LiCoO2/C 體系鋰離子電池為例，其在充電過程中鋰從正極移動(dòng)到石墨，電子由石墨從外電路移動(dòng)到正極。其中正極部分 Co3+被氧化成 Co4+，負(fù)極發(fā)生還原反

3、應(yīng)生成 LixC6。放電是充電的逆過程。在充放電時(shí)，鋰離子在正負(fù)極間來回穿梭，因此也被稱為“搖椅式電池”。圖表 2. LiCoO2/C 電池充放電原理電極充電放電正極（LiCoO2）電極反應(yīng)反應(yīng)類型嵌/脫鋰LiCoO2Li1-xCo2O2+xLi+xe-氧化反應(yīng)（Co 被氧化）脫鋰Li1-xCo2O2+xLi+xe- LiCoO2還原反應(yīng)（Co 被還原）嵌鋰負(fù)極（石墨）電極反應(yīng)反應(yīng)類型嵌/脫鋰C6+xLi+ xe-LixC6還原反應(yīng)嵌鋰LixC6C6+xLi+ xe-氧化反應(yīng)脫鋰電池反應(yīng)LiCoO2+ C6Li1-xCo2O2+ LixC6Li1-xCo2O2+ LixC6LiCoO2+ C6

4、資料來源：鉅大鋰電，鋰離子電池由四大要素組成：鋰電池大致可分為 4 個(gè)組成要素，分別是正極、負(fù)極、電解液和隔膜。這四大要素是目前液態(tài)鋰離子電池中不可或缺的存在，缺少其一則電池?zé)o法發(fā)揮作用。正極由集流體（鋁箔）和活性物質(zhì)組成。正極所使用的活性物質(zhì)往往決定電池的容量和電壓，活性物質(zhì)所含的鋰越多，則電池容量越大；正極材料電勢越高，與負(fù)極組成的全電池電壓就越高。因此，正極在決定電池的性能上發(fā)揮重要作用。負(fù)極的結(jié)構(gòu)與正極相同，也是采用在集流體（銅箔）上涂布活性物質(zhì)的方式，其作用是對正極放出的鋰離子進(jìn)行可逆性的吸收/釋放，并通過外部電路流出電子。電解液的作用是承擔(dān)鋰離子在正負(fù)極間移動(dòng)，因此需要使用離子電導(dǎo)

5、率較高的物質(zhì)，同時(shí)要有絕緣性。隔膜在電池中承擔(dān)的作用主要是分隔正負(fù)極，防止短路，同時(shí)保證離子能通過其內(nèi)部細(xì)微的孔隙進(jìn)行移動(dòng)。圖表 3. 鋰電池四大要素作用及要求組成部分 作用基本要求負(fù)極將正極輸出的鋰離子進(jìn)行儲存后放出 電勢低離子導(dǎo)電性好電子導(dǎo)電性好儲鋰量大電壓通過外部電路輸出電流正極提供鋰離子決定電池的容量和平衡電壓隨含鋰量變化平緩電勢高離子導(dǎo)電性好電子導(dǎo)電性好儲鋰量大電壓隨含鋰量變化平緩電解液幫助離子順利移動(dòng)鋰離子遷移數(shù)大絕緣性好不消耗鋰離子隔膜阻隔正負(fù)極接觸電解液浸潤性好鋰離子自由通過絕緣性好不消耗鋰離子SAMSUNG SDI負(fù)極材料種類繁多，石墨類負(fù)極應(yīng)用最廣負(fù)極材料種類繁多，碳材料應(yīng)

6、用最廣：鋰離子電池負(fù)極材料應(yīng)具有盡可能低的電極電位、較高的 Li+遷移速率、高度的 Li+嵌入/脫嵌可逆性、良好的電導(dǎo)率及熱力學(xué)穩(wěn)定性。目前鋰離子電池負(fù)極材料主要分為碳材料和非碳材料兩大類。與其他的嵌鋰負(fù)極材料相比，碳材料具有高比容量、低電化學(xué)電勢、良好的循環(huán)性能、廉價(jià)、無毒、在空氣中穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，是目前市場上最成熟的鋰離子電池負(fù)極材料。碳材料又可以分為石墨與非石墨兩大類：石墨是鋰離子電池碳材料中研究的最多的一種，包括人造石墨、天然石墨和各種石墨化碳，例如石墨化中間相碳微球（MCMB）和石墨化纖維等。非石墨類材料根據(jù)其熱處理時(shí)易于結(jié)晶的程度又可以分為軟碳（易石墨化碳）和硬碳（難石墨化碳）。軟碳的

7、結(jié)晶度可以通過熱處理過程自由控制，一般是以煤或石油制成的瀝青和其衍生物。硬碳是一種無定型結(jié)構(gòu)的碳，如各種低溫?zé)峤馓?，其前?qū)物為含有氧原子的呋喃樹脂或含氮異原子的丙烯腈樹脂等，這些異原子的存在阻礙了熱處理過程中材料結(jié)晶度的增加。圖表 4. 負(fù)極材料分類資料來源：凱金能源招股說明書，非碳類負(fù)極材料目前大多數(shù)還處于研發(fā)階段：非碳負(fù)極主要包括過渡金屬氧化物、多元鋰合金、鋰金屬氮化物和過渡金屬氮化物、磷化物、硫化物、硅化物等等。盡管這些材料在某些方面比碳材料具有更大的優(yōu)勢，例如具有更高的比容量、更好的循環(huán)性能、更好的倍率性能等，但同時(shí)存在很多問題有待解決，例如充放電過程中的體積膨脹，電壓滯后、安全性差等

8、。目前最有可能率先取得突破的是硅材料，市場上已有相關(guān)應(yīng)用，但其成本和售價(jià)高昂，性能有待進(jìn)一步驗(yàn)證和評價(jià)，還沒有大范圍鋪開。石墨類是最常用的負(fù)極材料：石墨類材料嵌鋰有以下特點(diǎn)：嵌鋰電位低且平坦，可以提供高且平穩(wěn)的工作電壓。嵌鋰容量高，LiC6 的理論容量為 372mAh/g。與有機(jī)溶劑相容性差，易發(fā)生溶劑共嵌入，降低嵌鋰性能。人造石墨由石油焦、針狀焦、瀝青焦等原料通過粉碎、造粒、分級、高溫石墨化加工等過程制成。人造石墨在循環(huán)性能，倍率性能、與電解液的相容性等方面具有優(yōu)勢，但是容量一般低于天然石墨，因此決定其價(jià)值的主要因素是容量。天然石墨采用天然鱗片晶質(zhì)石墨，經(jīng)過粉碎、球化、分級、純化、表面處理等

9、工序制成。天然石墨壓實(shí)密度高，容量一般相對人造石墨較高，因此循環(huán)性能，倍率性能，高低溫性能等指標(biāo)是判斷天然石墨性能的重要指標(biāo)。圖表 5. 天然石墨和人造石墨性能對比人造石墨天然石墨原料石油焦、針狀焦、瀝青焦等球形石墨制造過程粉碎-造粒-石墨化-篩分提純-改性-混合-碳化克容量310-360mAh/g340-370mAh/g循環(huán)性能較好相對較差制造成本相對較高相對較低售價(jià)相對較高相對較低GGII石墨負(fù)極生產(chǎn)流程較長，企業(yè)工藝細(xì)節(jié)存在差異：人造石墨生產(chǎn)流程主要分為破碎、造粒、石墨化和篩分四大環(huán)節(jié)近十余個(gè)小工序，各個(gè)企業(yè)在細(xì)分環(huán)節(jié)可能采取不同工藝流程，比如江西正拓和星城石墨會(huì)在造粒流程末端對原料進(jìn)行

10、碳化，紫宸在石墨化后對材料進(jìn)行碳化包覆等，這些工藝細(xì)節(jié)均會(huì)影響產(chǎn)品的最終性能。人造石墨工藝流程中最能體現(xiàn)技術(shù)門檻的是造粒和石墨化環(huán)節(jié)。石墨顆粒的大小、分布和形貌影響負(fù)極材料的多個(gè)性能指標(biāo)，顆粒越小倍率和循環(huán)性能越好，但首次效率和壓實(shí)密度變差，反之亦然，負(fù)極企業(yè)需要根據(jù)應(yīng)用和下游需求設(shè)計(jì)顆粒粒度和表面形貌。石墨化過程中的溫度、升溫速度、保溫時(shí)間、冷卻方式等都會(huì)影響產(chǎn)品的最終性能。天然石墨生產(chǎn)流程主要分為提純、改性、混合、碳化四大環(huán)節(jié)，因?yàn)椴恍枰@一高能耗環(huán)節(jié)，天然石墨的生產(chǎn)成本要低于人造石墨。圖表 6. 天然石墨和人造石墨工藝流程貝特瑞招股說明書，凱金能源招股說明書，翔豐華招股說明書，石墨

11、盟，GGII，OFweek，軟碳硬碳尚未取得規(guī)模化應(yīng)用：軟碳即易石墨化碳，指在 2,500以上的高溫下能石墨化的無定形碳，軟碳結(jié)晶度低，晶粒尺寸小，晶面間距較大，與電解液相容性好，倍率性能好，但首次充放電的不可逆容量高，輸出電壓較低，無明顯的充放電平臺電位。硬碳指難石墨化碳，是高分子聚合物熱解碳，比容量高。目前硬碳應(yīng)用規(guī)模較小，大部分還是作為包覆改性材料使用，國內(nèi)硬碳材料技術(shù)進(jìn)展緩慢，短期內(nèi)批量應(yīng)用于動(dòng)力電池可能性不大。圖表 7. 軟碳結(jié)構(gòu)圖表 8. 硬碳結(jié)構(gòu)資料來源：催化劑對石墨化催化效果影響因素及催化機(jī)理分析，資料來源：催化劑對石墨化催化效果影響因素及催化機(jī)理分析，圖表 9. 軟碳、硬碳與

12、石墨類負(fù)極對比天然石墨人造石墨硬碳軟碳比容量(mAh/g)340-370310-370350-400250-300首效(%)90-9390-9680-8580-85振實(shí)密度(g/cm3)0.8-1.20.8-1.10.7-1.00.7-1.0壓實(shí)密度(g/cm3)1.6-1.851.5-1.81.3-1.51.3-1.5工作電壓(V)0.20.20.520.52循環(huán)壽命(次)1000150015001000安全性一般良好良好良好倍率性能差良好良好優(yōu)秀材料人網(wǎng)，硅基負(fù)極有望成為未來發(fā)展方向：負(fù)極材料對鋰電池的安全性能、能量密度及循環(huán)壽命等技術(shù)指標(biāo)有重要的影響。隨著新能源汽車對續(xù)航能力要求的不斷提

13、高，鋰電池負(fù)極材料也在向著高比容量方向發(fā)展。石墨負(fù)極材料雖有高電導(dǎo)率和穩(wěn)定性的優(yōu)勢，但在能量密度方面的發(fā)展已接近其理論比容量（372mAh/g）。硅的理論比容量為 4,200mAh/g，該理論比容量遠(yuǎn)超石墨類負(fù)極材料，是已知的容量最高的負(fù)極材料，在電池能量密度不斷提升的大趨勢下有望成為未來發(fā)展方向。但硅負(fù)極材料在嵌脫鋰過程中會(huì)發(fā)生近 300%的體積膨脹，極大地限制了硅負(fù)極的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。目前硅基負(fù)極材料主要分為硅碳負(fù)極材料和硅氧負(fù)極材料兩大類別。從制備工藝和流程上看，相對石墨負(fù)極材料，硅基負(fù)極的制備工藝復(fù)雜，各家生產(chǎn)流程不同，沒有統(tǒng)一的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，目前常見的制備方法有化學(xué)氣象沉積法、機(jī)械球磨法、高

14、溫?zé)峤夥ǖ?，工業(yè)上為了保證更好的性能通常使用多種手段組合來制備。圖表 10. 硅負(fù)極材料對比類型優(yōu)勢劣勢硅氧負(fù)極硅碳負(fù)極可逆容量高，達(dá) 1700-1800mAh/g，接近理論容量循環(huán)性能和倍率性能相對其他硅基負(fù)極材好克容量高首次充放電效率高工藝相對于其他硅基負(fù)極材料較為成熟首次效率低，無法單獨(dú)使用，需要進(jìn)行提高首效處理SiO 工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本非常高大批量生產(chǎn)一致性難以保證循環(huán)性能和首次效率有待提高電極膨脹率高工藝難度大、成本高硅基合金負(fù)極 體積能量密度高資料來源：高工鋰電，首次充放電效率低循環(huán)性能較差圖表 11. 硅基負(fù)極材料工藝流程資料來源：貝特瑞招股說明書，其他負(fù)極材料尚未開啟商業(yè)化應(yīng)用

15、：其他負(fù)極材料還包括中間相碳微球、鈦酸鋰、碳納米管、氮化物、錫基氧化物等，由于生產(chǎn)條件苛刻，產(chǎn)品一致性難以把控且價(jià)格高，或者循環(huán)性、穩(wěn)定性、不可逆容量等一個(gè)或幾個(gè)指標(biāo)存在較明顯缺陷，均未達(dá)到產(chǎn)業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)。圖表 12. 不同負(fù)極材料性能指標(biāo)對比性能指標(biāo)天然石墨人造石墨中間相碳微球石墨烯硅基負(fù)極鈦酸鋰比容量(mAh/g)340-370310-360300-340400-6004200165-170首次效率(%)9093943084/循環(huán)壽命(次)10001500100010300-50030000工作電壓(V)0.20.20.20.50.3-0.51.5快充性能一般一般一般差好好倍率性能差一般好差一

16、般好安全性良好良好良好良好差好技術(shù)工藝成熟技術(shù)工藝成熟技術(shù)工藝成熟電化學(xué)儲能性能 理論比能量高倍率性能好優(yōu)點(diǎn)成本低循環(huán)性能好倍率性能好循環(huán)性能好優(yōu)異充電速度快高低溫性能好循環(huán)性能好安全性好比能量接近極限 比能量低比能量低技術(shù)工藝不成熟 技術(shù)工藝不成熟 技術(shù)工藝不成熟缺點(diǎn)循環(huán)性能較差倍率性能差安全性較差成本高成本高成本高倍率性能較差安全性較差成本高充放電體積變形 能量密度低導(dǎo)電率低低成本化提高容量提高容量低成本化低成本化解決與其他材料發(fā)展方向改善循環(huán)低成本化低成本化解決與其他材料 解決與其他材料 配套問題中國汽車工業(yè)信息網(wǎng)，降低內(nèi)阻配套問題配套問題競爭格局穩(wěn)定，需求景氣無憂鋰電負(fù)極產(chǎn)能集中于中國

17、，市場格局相對穩(wěn)定全球鋰電負(fù)極產(chǎn)能集中于中國，海外企業(yè)市占率逐漸式微：負(fù)極是高能耗和技術(shù)密集型行業(yè)，和海外相比，中國負(fù)極企業(yè)在產(chǎn)業(yè)鏈布局、產(chǎn)品性能和成本上具有顯著優(yōu)勢。根據(jù)高工鋰電統(tǒng)計(jì)，2020年全球負(fù)極材料出貨 53 萬噸，其中中國負(fù)極材料企業(yè)出貨 37 萬噸，占全球出貨量的 69.81%。2021年全球負(fù)極材料產(chǎn)量中 95%集中于中國，占絕對主導(dǎo)，其余產(chǎn)能主要集中于日本和韓國。國內(nèi)負(fù)極材料供應(yīng)商主要有貝特瑞、杉杉股份、璞泰來、凱金能源、中科電氣、翔豐華、尚太科技等。國外負(fù)極材料企業(yè)主要有日立化成、三菱化學(xué)以及韓國浦項(xiàng)化學(xué)等。圖表 13. 2021 年全球負(fù)極材料產(chǎn)量占比圖表 14. 202

18、0 年全球負(fù)極材料企業(yè)產(chǎn)量占比3%2%日本韓國三菱化學(xué)4%其他18%貝特瑞14%翔豐華 4%尚太科技4%璞泰來12%杉杉股份12%中國95%中科電氣5%浦項(xiàng)化學(xué)8%凱金能源9%日立化成10%資料來源：鑫欏鋰電，資料來源：鑫欏鋰電，頭部企業(yè)持續(xù)領(lǐng)跑，仍未走出真正龍頭：國內(nèi)負(fù)極材料市場占有率呈現(xiàn)“四大三小”格局，四大分別是貝特瑞、江西紫宸、上海杉杉和廣東凱金，以上四家企業(yè)在 2020 年和 2021 年前三季度市占率分別為 55%和 57%，格局基本保持穩(wěn)定?！叭　狈謩e是中科星城、翔豐華和尚太科技。以上 7 家企業(yè)在 2020 年和 2021 年前三季度市占率分別達(dá)到 71%和 77%，市場集中

19、度較高。圖表 15. 2020 年國內(nèi)負(fù)極材料企業(yè)市占率圖表 16. 2021 年 1-9 月國內(nèi)負(fù)極材料企業(yè)市占率廣東凱金11%上海杉杉13%江西紫宸14%中科星城6%貝特瑞17%翔豐華5%尚太科技5%深圳金潤2%其他27%廣東凱金11%8%7%貝特瑞20%上海杉杉13%江西紫宸13%尚太科技中科星城翔豐華5%其他23%資料來源：鑫欏鋰電，資料來源：鑫欏鋰電，負(fù)極出貨以人造石墨為主，市占率持續(xù)提升：基于成本與性能綜合考慮，人造石墨因循環(huán)性能好，安全性能相對占優(yōu)，在動(dòng)力電池市場應(yīng)用較多。天然石墨因性價(jià)比高，容量，低溫性能較好，在消費(fèi)電子電池市場、動(dòng)力電池市場均有應(yīng)用。其他碳系和非碳系材料，如軟

20、/硬碳，鈦酸鋰，錫基材料，硅碳合金等新型負(fù)極材料目前處于試用階段，可能在未來幾年逐步產(chǎn)業(yè)化，其中石墨烯，硅碳復(fù)合材料的發(fā)展前景較好，目前總體市占率不足 2%。受國內(nèi)動(dòng)力電池市場爆發(fā)式增長帶動(dòng)，人造石墨負(fù)極自 2018 年開始加速滲透，2020 年滲透率達(dá) 83.6%，相比 2016 年提升 15.5 個(gè)百分點(diǎn)。圖表 17. 2016-2020 年不同負(fù)極材料市占率變化100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0% 人造石墨 天然石墨其他產(chǎn)品2016年2017年2018年2019年2020年GGII下游行業(yè)景氣高漲，負(fù)極材料需求無憂下游需求以動(dòng)力、3C 數(shù)碼和儲能為主：鋰電池

21、負(fù)極材料屬于鋰電池的上游行業(yè)，需求受鋰電池相關(guān)行業(yè)景氣度影響。鋰電池目前主要分為動(dòng)力，3C 消費(fèi)電子和工業(yè)儲能等三大領(lǐng)域，其中動(dòng)力和儲能屬于新興市場，增速較快。據(jù) GGII 統(tǒng)計(jì)，2021 年動(dòng)力電池、數(shù)碼及其他 3C 消費(fèi)電子和儲能合計(jì)占鋰離子電池消費(fèi)市場份額的 91%。圖表 18. 2021 年鋰離子電池下游市場占比儲能需求10%兩輪車6%電動(dòng)工具3%數(shù)碼及其他26%動(dòng)力需求55%GGII，Brain of Battery Business，新能源汽車景氣延續(xù)，帶動(dòng)負(fù)極需求快速增長：自 2019 年以來全球新能源汽車市場呈現(xiàn)逐年加速增長態(tài)勢，2021 年新能源汽車市場全面爆發(fā)，月度銷量屢創(chuàng)

22、新高，滲透率不斷提升。2021 年全球新能源汽車銷量達(dá) 611 萬輛，同比增長 110%；全年滲透率 8%，相比 2020 年 4%的滲透率實(shí)現(xiàn)翻倍增長。展望 2022 年，從新能源汽車主流市場來看，盡管國內(nèi)市場新能源汽車補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)在 2021 年基礎(chǔ)上退坡30%，同時(shí)部分新能源車型開啟漲價(jià)，但多家車企新能源銷量淡季不淡，仍在 1 月迎來“開門紅”。中長期來看，國內(nèi)新能源市場仍將保持較快增長，滲透率將持續(xù)提升。歐洲市場部分國家補(bǔ)貼出現(xiàn)退坡，但幅度有限，且主要新能源汽車市場德國、西班牙和愛爾蘭新能源汽車補(bǔ)貼都進(jìn)行了延期，F(xiàn)it for 55法案碳排放標(biāo)準(zhǔn)大幅趨嚴(yán)，將加速推動(dòng)歐洲車企電動(dòng)化進(jìn)程。美國

23、重建更好法案大幅提高新能源汽車單車補(bǔ)貼金額且取消單一車企銷量額度限制，如獲通過則有望極大帶動(dòng)新能源汽車市場發(fā)展，同時(shí)傳統(tǒng)車企發(fā)力，優(yōu)質(zhì)供給不斷推出，特斯拉一家獨(dú)大的局面有望改變。整體來看， 2022 年全球新能源汽車市場有望迎來中、美、歐三方共振，景氣度高企，將帶動(dòng)動(dòng)力電池產(chǎn)銷進(jìn)一步放量，負(fù)極材料需求持續(xù)向好。圖表 19. 2020-2021 年全球新能源汽車銷量及增速(萬輛)90807060504030201001月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月300%250%200%150%100%50%0%2020年銷量（左軸）2021年銷量（左軸）同比增長率（右軸）EVsales，

24、EVTank ，CleanTechnica，Marklines，3C 數(shù)碼消費(fèi)電子市場穩(wěn)定增長：受新興 5G 技術(shù)商業(yè)應(yīng)用的推動(dòng)以及疫情以來線上教育、線上辦公以及居家影視娛樂需求增長的驅(qū)動(dòng)，全球 3C 數(shù)碼消費(fèi)類電子產(chǎn)品市場保持較快增長。根據(jù)起點(diǎn)研究院統(tǒng)計(jì)，2020 年全球應(yīng)用于智能手機(jī)、筆記本電腦、智能穿戴設(shè)備、移動(dòng)電源等 3C 數(shù)碼類的鋰電池出貨量 50GWh，同比增長 17%，預(yù)計(jì)在 2025 年達(dá)到 94.3GWh，年復(fù)合增長率 13.6%。圖表 20. 2017-2025 年全球 3C 消費(fèi)電子鋰電池出貨量及預(yù)測（GWh）10090807060504030201020%15%10%5

25、%0%020172018201920202021E2022E2023E2024E2025E-5%全球3C鋰電池出貨量及預(yù)測（左軸）同比增長率（右軸）SPIR儲能賽道潛力巨大，電化學(xué)儲能大有可為：儲能指的是在發(fā)電端和用電端不一致時(shí)，利用物理或者化學(xué)方法將能量儲存起來并在需要時(shí)釋放，它能夠?yàn)殡娋W(wǎng)運(yùn)行提供調(diào)峰、調(diào)頻、備用、黑啟動(dòng)、需求響應(yīng)支撐等多種服務(wù)，是提升傳統(tǒng)電力系統(tǒng)靈活性、經(jīng)濟(jì)性和安全性的重要手段，也是顯著提高風(fēng)、光等可再生能源的消納水平、支撐分布式電力及微網(wǎng)、推動(dòng)主體能源由化石能源向可再生能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵技術(shù)。全球儲能市場正以前所未有的速度增長。據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)統(tǒng)計(jì)，2020 年底全球儲能累計(jì)

26、裝機(jī)容量達(dá) 17GW/34GWh，預(yù)計(jì)全球儲能市場在 2030 年前將以 33%的年均復(fù)合增長率增長， 2021-2030 年間新增 345GW/999GWh 的儲能裝機(jī)容量。相比抽水蓄能，電化學(xué)儲能受地理?xiàng)l件影響小，建設(shè)周期短，可靈活運(yùn)用于電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)和多種場景。隨著全球主要國家頒布多項(xiàng)儲能激勵(lì)政策、規(guī)劃以及電化學(xué)儲能成本下降、經(jīng)濟(jì)性逐步體現(xiàn)，以磷酸鐵鋰為代表的鋰電儲能技術(shù)正成為新增儲能裝機(jī)的主流路線。起點(diǎn)研究院預(yù)計(jì) 2021 年全球儲能鋰電池出貨量 32.8GWh，到 2025 年達(dá) 167.5GWh，年均復(fù)合增速 42.36%。圖表 21. 2016-2025 年全球儲能鋰電池出貨量及

27、預(yù)測（GWh）1801601401201008060402080%70%60%50%40%30%20%10%00%全球儲能鋰電池出貨量及預(yù)測（左軸）同比增長率（右軸）201620172018201920202021E2022E2023E2024E2025ESPIR圖表 22. 全球負(fù)極材料需求測算2021A2022E2023E2024E2025E中國新能源汽車銷量合計(jì)（萬輛）329480594706840中國動(dòng)力電池裝機(jī)量合計(jì)（GWh）154227295384500海外新能源汽車銷量合計(jì)（萬輛）294440573744960海外動(dòng)力電池裝機(jī)量合計(jì)（GWh）143223296392520全球新能

28、源汽車銷量合計(jì)（萬輛）6239201,1671,4501,800全球動(dòng)力電池需求量合計(jì)（GWh）2974505917761020全球 3C 電池需求量（GWh）54.862.473.683.894.6全球儲能電池需求量（GWh）335679108168全球其他領(lǐng)域用鋰電池需求量（GWh）3545556575全球鋰電池需求量合計(jì)（GWh）419.6612.9798.31,0331,357單 GWh 鋰離子電池對應(yīng)負(fù)極材料需求量（噸）1,3501,3501,3501,3501,350人造石墨滲透率（%）8279787878天然石墨滲透率（%）1618181716硅負(fù)極滲透率（%）23456負(fù)極材料

29、需求量（萬噸）5783108139183其中：人造石墨需求量（萬噸）46.465.484.1108.8142.9天然石墨需求量（萬噸）9.114.919.423.729.3硅負(fù)極需求量（萬噸）1.12.54.37.011.0資料來源：中汽協(xié)，EVSales，SNE Research，Marklines，SPIR，石墨化產(chǎn)能趨緊，成本壓力或進(jìn)一步傳導(dǎo)2021 年負(fù)極材料出貨量大幅增長：據(jù)百川盈孚統(tǒng)計(jì)，2020 年我國鋰電負(fù)極材料出貨合計(jì) 37.59 萬噸，2021 年出貨 63.18 萬噸，同比增長 68.08%，增長明顯。從增長率來看，2021 年上半年增長率明顯高于下半年，主要原因是 202

30、1 年“能耗雙控”目標(biāo)較為嚴(yán)峻，在政策影響下多地相繼限電限產(chǎn)，導(dǎo)致石墨化和負(fù)極產(chǎn)能釋放受到一定影響，四季度負(fù)極材料出貨量出現(xiàn)一定程度下滑。圖表 23. 2020-2021 年國內(nèi)負(fù)極材料產(chǎn)量(萬噸)765432101月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月220%180%140%100%60%20%-20%2020年產(chǎn)量（左軸）2021年產(chǎn)量（右軸）同比增長率（右軸）資料來源：鑫欏資訊，百川盈孚能源政策成為影響石墨化產(chǎn)能新變量：能源政策對石墨化產(chǎn)能的影響主要體現(xiàn)在三方面：影響存量產(chǎn)能開工率。2021 年“能耗雙控”形勢較為嚴(yán)峻，上半年 9 個(gè)省區(qū)觸及一級預(yù)警，10 個(gè)省份能耗強(qiáng)度達(dá)

31、二級預(yù)警。根據(jù)隆眾資訊統(tǒng)計(jì)，上半年一級和二級能耗預(yù)警地區(qū)對應(yīng)石墨化產(chǎn)能 35.7 萬噸，約有 15%-30%產(chǎn)能受到影響。影響新項(xiàng)目審批和建設(shè)。生態(tài)環(huán)境部于 2021 年 5 月印發(fā)關(guān)于加強(qiáng)高耗能、高排放建設(shè)項(xiàng)目生態(tài)環(huán)境源頭防控的指導(dǎo)意見，提出對“兩高”項(xiàng)目：即煤電、化工、石化、鋼鐵、有色金屬冶煉、建材等 6 個(gè)行業(yè)類別項(xiàng)目加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境源頭防控。石墨化項(xiàng)目新增能耗評估要求，5 萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤（5 萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤換算成 1.6 億度電，對應(yīng) 1.3 萬噸石墨化產(chǎn)能）以上能耗評估審批趨嚴(yán)，對于已經(jīng)在產(chǎn)和擬投產(chǎn)的項(xiàng)目需補(bǔ)齊手續(xù)，新項(xiàng)目流程審批難度預(yù)計(jì)較大。影響企業(yè)生產(chǎn)成本。石墨化屬高能耗產(chǎn)業(yè)，目前產(chǎn)能主要集

32、中地區(qū)內(nèi)蒙、四川等地電價(jià)均有上漲，導(dǎo)致企業(yè)購電成本升高。在現(xiàn)有坩堝爐工藝下，石墨化耗電 14,000kWh/噸，電價(jià)每上漲 0.1 元/kWh，石墨化成本將上升 1,400 元/噸。2022 年石墨化產(chǎn)能仍然趨緊：行業(yè)內(nèi)石墨化廠家主要可以分為三類：負(fù)極企業(yè)自建石墨化產(chǎn)能?？缃绾蜆I(yè)務(wù)相關(guān)聯(lián)企業(yè)：鋰電池行業(yè)的快速增長吸引了包括光伏企業(yè)易成新能、工程機(jī)械企業(yè)山河智能、油田服務(wù)企業(yè)杰瑞股份等公司布局鋰電負(fù)極業(yè)務(wù)，其中部分跨界企業(yè)的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)包括石油開采、石墨電極生產(chǎn)等，具有一定的業(yè)務(wù)協(xié)同性和相關(guān)性。第三方加工廠：產(chǎn)能較大的第三方加工廠一般與負(fù)極大廠有較深入的綁定。例如瑞盛主要供應(yīng)璞泰來、杉杉和貝特瑞，四

33、川集能主要供應(yīng)中科電氣，蒙集供應(yīng)杉杉等。此外還有眾多萬噸級別以下的小廠。根據(jù)鑫欏鋰電統(tǒng)計(jì)，2021 年年初至 2021 年 9 月期間新增負(fù)極石墨化產(chǎn)能 12.5 萬噸，合計(jì)總產(chǎn)能約 82 萬噸。雖然石墨化產(chǎn)能在隨負(fù)極產(chǎn)能同步擴(kuò)張，但速度明顯慢于負(fù)極。根據(jù)隆眾資訊統(tǒng)計(jì)，2021 年 9-11 月國內(nèi)負(fù)極產(chǎn)量分別為 6.4萬噸、6 萬噸、5.9 萬噸，環(huán)比分別下跌 7.8%、6.1、2.5%，同比分別上漲 68.2%、58%、24.2%，負(fù)極材料產(chǎn)量連續(xù) 3 個(gè)月環(huán)比出現(xiàn)下滑且同比增速放緩，持續(xù)驗(yàn)證石墨化環(huán)節(jié)產(chǎn)能緊缺。從 2022 年新增產(chǎn)能來看，石墨化擴(kuò)產(chǎn)集中在頭部負(fù)極企業(yè)，大部分產(chǎn)能預(yù)計(jì)在

34、2022 年三、四季度投放，綜合考慮產(chǎn)能建設(shè)周期、限電環(huán)保政策以及石墨化加工過程本身存在的損耗等影響因素，預(yù)計(jì)石墨化產(chǎn)能在 2022年上半年仍將趨緊甚至出現(xiàn)缺口，下半年新增產(chǎn)能投放后緊缺狀況有望得到一定緩解。圖表 24. 國內(nèi)石墨化名義產(chǎn)能統(tǒng)計(jì)（萬噸）企業(yè)202120222023杉杉股份4.29.414.4璞泰來81318貝特瑞4.28.214.2中科電氣3.579.5凱金能源5613翔豐華0.60.64.5尚太科技58.814.8易成新能/3山河智能/5瑞盛新能源101010三信集團(tuán)555四川目倫0.833天全福安246內(nèi)蒙斯諾122集美碳材222蒙集碳材222恒盛新能源222光瑞新能源22

35、2四川宏瑞德122水富中晟1.51.51.5其他22.222.222.2合計(jì)82110.7156.1鑫欏鋰電，高工鋰電，石墨時(shí)訊，鋰電派，原材料和加工費(fèi)價(jià)格持續(xù)上漲，負(fù)極盈利承壓：2021 年負(fù)極材料終端市場需求旺盛，帶動(dòng)上游材料持續(xù)漲價(jià)。百川盈孚報(bào)價(jià)統(tǒng)計(jì)，2022 年 1 月國內(nèi)針狀焦生焦 7,000-8,000 元/噸，較去年同期上漲接近50%；進(jìn)口生焦 1,100-1,300 美元/噸，較 2021 年同期上漲超過 80%。產(chǎn)能不足疊加“能耗雙控”影響，石墨化代工價(jià)格一路走高，目前代工價(jià)格 2.4 萬元左右/噸，較去年同期上漲近 60%。盡管負(fù)極材料價(jià)格出現(xiàn)一定程度跟漲，但主要是為了對沖

36、成本上漲影響，壓力并未完全傳導(dǎo)至下游，導(dǎo)致負(fù)極材料企業(yè)盈利承壓，呈現(xiàn)下降趨勢，但石墨化自供比例較高的企業(yè)受石墨化漲價(jià)影響較小，盈利承壓幅度也相對更小。圖表 25. 2021 年以來國產(chǎn)針狀焦價(jià)格圖表 26. 2021 年以來國產(chǎn)石墨化代工價(jià)格（元/噸）9,0003.0（萬元/噸）8,0002.57,0002.06,0001.55,0001.04,0000.53,0002021年1月4月7月10月2022年1月0.021/1/203/205/207/209/2010/2012/20 22/2/24 油系生焦 煤系生焦 石墨化代加工費(fèi)百川盈孚百川盈孚圖表 27. 石墨化外協(xié)加工下 2021 年以來

37、負(fù)極企業(yè)單位毛利潤4,5004,0003,5003,0002,5002,0001,5001,0005000(元/噸） 鋰電負(fù)極毛利潤（周）2021/59131721252933374145492022/26百川盈孚單位原料用量（噸）負(fù)極廠商有一定議價(jià)能力，但漲價(jià)幅度預(yù)計(jì)有限：在動(dòng)力電池的材料成本中，負(fù)極材料占比在 10%-15%，下游企業(yè)對負(fù)極材料價(jià)格敏感度相對較低，同時(shí)電池企業(yè)在確立材料體系后不會(huì)輕易更換供應(yīng)商，因此會(huì)更看重負(fù)極廠商穩(wěn)定供貨的能力。負(fù)極材料成分復(fù)雜、生產(chǎn)流程長、工藝技術(shù)要求較高，產(chǎn)品大多針對倍率性能、循環(huán)性能等特性進(jìn)行定制，成本不透明，存在差異化，因此負(fù)極廠商具有一定的議價(jià)能

38、力。隨著冬、殘奧會(huì)結(jié)束，負(fù)極企業(yè)逐漸恢復(fù)正常產(chǎn)量，負(fù)極材料和石墨化產(chǎn)能也逐漸釋放，但仍難改善市場供應(yīng)緊張的現(xiàn)象。從盈利端看，負(fù)極企業(yè)仍可能通過漲價(jià)向下游傳導(dǎo)部分成本壓力，但預(yù)計(jì)漲價(jià)幅度有限，我們認(rèn)為原因如下：首先，負(fù)極材料處于鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈中間環(huán)節(jié)，相對于上游礦產(chǎn)資源話語權(quán)較弱；其次，負(fù)極企業(yè)均進(jìn)行了戰(zhàn)略性的擴(kuò)產(chǎn)布局，同行間競爭激烈，價(jià)格有相互擠壓的空間；另外，目前鋰電池原材料普遍漲價(jià)，下游廠商承受能力有限，負(fù)極企業(yè)同電池廠多以長單形式合作，為保證客戶群體穩(wěn)定，預(yù)計(jì)企業(yè)不會(huì)輕易大幅漲價(jià)。其中高石墨化自供比例的企業(yè)由于可以更好的控制成本，在漲價(jià)幅度有限的情況下依然可以保持合理利潤。圖表 28.人造

39、石墨成本估算高端人造石墨中端人造石墨低端人造石墨針狀焦1.50.750石油焦00.751.5瀝青0.020.020.02針狀焦0.730.730.73原料價(jià)格（萬元/噸）石油焦0.560.560.56瀝青1.351.351.35石墨化加工費(fèi)（自供,萬元/噸）1.601.601.60單位人工費(fèi)用0.070.070.07單位制造費(fèi)用0.130.130.13單噸成本合計(jì)2.922.792.67石墨時(shí)訊，用于動(dòng)力鋰離子電池的石墨負(fù)極材料及其制備方法和應(yīng)用，圖表 29. 2021 年以來負(fù)極材料價(jià)格（萬元/噸）7.507.006.506.005.505.004.504.003.503.002.502.0

40、0人造石墨:310-320mAh/g 中端天然石墨人造石墨:330-340mAh/g 低端天然石墨人造石墨:340-360mAh/g 高端天然石墨萬得降本需求迫切，硅負(fù)極產(chǎn)業(yè)化有望加速負(fù)極材料競爭壓力加大，一體化與裝爐效率是降本關(guān)鍵人造石墨長期仍是主流，天然石墨占比短期或有反彈：受限電影響，石墨化產(chǎn)能受到擠壓、代工價(jià)格不斷上漲，人造石墨售價(jià)隨之水漲船高。目前同等容量天然石墨比人造石墨便宜 1.5 萬元以上，天然石墨性價(jià)比開始逐步體現(xiàn)。同時(shí)，隨著技術(shù)進(jìn)步，天然石墨經(jīng)過改性處理后與電解液相容性提升，性能已接近人造石墨。因此，在降本的迫切需求和技術(shù)進(jìn)步的雙重推動(dòng)下部分電池廠開始使用人造石墨摻混一定比

41、例天然石墨的方式實(shí)現(xiàn)降本。此外，站在電池廠的角度來看，短期內(nèi)人造石墨的產(chǎn)能擴(kuò)張速度和電池廠擴(kuò)產(chǎn)速度存在不匹配的問題，電池廠也有可能會(huì)將目光更多地轉(zhuǎn)向天然石墨。從長期來看，以人造石墨為主的電池核心技術(shù)路線不會(huì)輕易改變，但短期趨勢可能是天然石墨和人造石墨摻混，天然石墨市場占比或有一定反彈。負(fù)極材料競爭壓力加大，如何降本成盈利關(guān)鍵：負(fù)極材料競爭壓力正逐漸加大，主要來自于以下三點(diǎn)：負(fù)極材料主要下游動(dòng)力電池市場高度集中，全球 CR5 占比超 75%，且龍頭企業(yè)均在積極布局上下游材料與資源，議價(jià)權(quán)強(qiáng)勢。國內(nèi)負(fù)極材料市場集中度持續(xù)提升，產(chǎn)品毛利潤持續(xù)下降，且不斷有新企業(yè)入局，行業(yè)競爭壓力加大。上游原料與石墨

42、化代加工費(fèi)持續(xù)上漲，負(fù)極企業(yè)面臨較大的成本壓力。主流市場動(dòng)力電池和儲能市場目前仍以中低端產(chǎn)品為主，成本高低直接決定了企業(yè)的盈利能力。因此平抑成本上漲，保證供應(yīng)鏈穩(wěn)定成為負(fù)極企業(yè)提升競爭力的重要基石。從成本構(gòu)成上看天然石墨成本受上游原料價(jià)格影響較大，直接材料約占天然石墨成本的 80%；人造石墨成本主要集中在直接材料和石墨化加工費(fèi)上，二者合計(jì)占人造石墨負(fù)極成本九成以上。圖表 30. 天然石墨成本構(gòu)成圖表 31. 人造石墨成本構(gòu)成直接人工4%制造費(fèi)用8%直接人工2%制造費(fèi)用5%直接材料33%碳化加工費(fèi)8%直接材料石墨化加工費(fèi)60%80%資料來源：翔豐華招股說明書，資料來源：翔豐華招股說明書，天然石墨

43、原料成本占比高，擁有優(yōu)質(zhì)礦源的廠商競爭力更強(qiáng)：天然石墨的原料是石墨礦石，石墨礦石經(jīng)過浮選得到鱗片石墨，鱗片石墨經(jīng)過加工得到球形石墨，球形石墨經(jīng)過改性處理后制成天然石墨負(fù)極。我國是石墨礦產(chǎn)銷大國，但石墨負(fù)極材料對鱗片石墨的粒度、純度、含碳量等有特殊要求：粒度太粗，成本較高，太細(xì)則影響球形石墨產(chǎn)出率；含碳量高，原料成本上升，含碳量低則提純次數(shù)增加。因此國內(nèi)基本只能選擇黑龍江蘿北、雞西以及青島萊西等地的石墨礦石。天然石墨龍頭貝特瑞擁有的朗家溝礦段是亞洲最大的天然石墨礦床柳毛石墨礦床的組成部分，其通過子公司雞西貝特瑞和長源礦業(yè)在雞西市布局了大量天然石墨礦資源，保障了公司可以以低價(jià)穩(wěn)定獲取優(yōu)質(zhì)天然石墨原

44、料，從而建立起成本優(yōu)勢，占據(jù)了天然石墨市場大部分市場份額。人造石墨負(fù)極原料種類多，不同原料性能、價(jià)格差異大，成本可比性差：人造石墨產(chǎn)品原料成分較為復(fù)雜，包含多種焦類，添加劑，負(fù)極企業(yè)會(huì)根據(jù)產(chǎn)品性能和用途的不同選用不同的焦類原料和配比。盡管近年來我國針狀焦產(chǎn)業(yè)在研發(fā)和工業(yè)化生產(chǎn)上取得較大進(jìn)步，但仍存在產(chǎn)品品質(zhì)不穩(wěn)定等問題，價(jià)格上也有較大差距。目前各主要負(fù)極廠商在原料種類選擇、采購成本以及后續(xù)產(chǎn)品售價(jià)上存在較為顯著的差異，因此我們認(rèn)為并不能單純從原料成本和利潤去判斷人造負(fù)極企業(yè)的競爭力，但璞泰來、尚太科技、杉杉股份等廠商選焦能力較強(qiáng)，可以對原料進(jìn)行甄別和研發(fā)，在保證產(chǎn)品性能的情況下減少高價(jià)原料用量

45、從而實(shí)現(xiàn)降本。圖表 32. 負(fù)極企業(yè)焦類原料采購種類數(shù)量圖表 33. 負(fù)極企業(yè)焦類原料采購均價(jià)（萬元/噸）81.471.261.050.840.6320.410.20中科電氣 尚太科技 凱金能源璞泰來翔豐華0.0貝特瑞璞泰來 凱金能源 翔豐華 尚太科技焦類原料采購種類數(shù)量焦類原料采購均價(jià)各公司招股說明書，GGII，各公司招股說明書，GGII，產(chǎn)業(yè)鏈向上游延伸，一體化布局成為降本保供重要一環(huán)：人造石墨原材料針狀焦價(jià)格上漲和供應(yīng)緊張對負(fù)極材料企業(yè)形成了較大壓力，一體化布局成為負(fù)極材料企業(yè)構(gòu)筑核心競爭力的重要一環(huán)。目前主流人造石墨廠商均在上游原料有所布局。其中貝特瑞合作的山東京陽和山東益大是國內(nèi)頭部

46、油系針狀焦企業(yè)，供應(yīng)能力和研發(fā)實(shí)力較強(qiáng)。圖表 34. 負(fù)極企業(yè)上游原料布局負(fù)極企業(yè)合作方 合作方式山東京陽2021 年 3 月與油性針狀焦企業(yè)山東京陽設(shè)立合資公司山東瑞陽，貝特瑞持股 55%擬貝特瑞投建人造石墨負(fù)極材料一體化基地項(xiàng)目，8 萬噸負(fù)極（含石墨化）+12 萬噸針狀焦山東益大2021 年 6 月參股油性針狀焦企業(yè)山東益大，貝特瑞持股 1.5%杉杉股份錦州石化2021 年 3 月杉杉股份和錦州石化簽署協(xié)議，雙方將在針狀焦、石油焦、煅后焦等領(lǐng)域開展全方位合作四川集能2018 年參股四川石棉縣集能新材料有限公司，持股 37.5%中科電氣海達(dá)新材料 2022 年 1 月中科電氣通過控股子公司投

47、資海達(dá)新材料獲得 60%股權(quán)，公司擬控股海達(dá)新材料規(guī)劃 10 萬噸負(fù)極材料粉體，打造成公司負(fù)極材料供應(yīng)及生產(chǎn)加工基地璞泰來振興碳材2019 年 6 月璞泰來收購振興碳材 28.57%股權(quán)，同年 9 月向振興碳材增資 8400 萬元保障關(guān)鍵原材料供給公司公告加工費(fèi)上漲、產(chǎn)能緊張，負(fù)極廠商加速布局石墨化產(chǎn)能：負(fù)極企業(yè)諸如貝特瑞、璞泰來、凱金能源、翔豐華、中科電氣等均存在將石墨化、碳化工序委外加工的情況。主要原因有：石墨化加工建設(shè)所需固定資產(chǎn)投資較大，1 萬噸石墨化產(chǎn)能固定資產(chǎn)投資在 1 億元左右，且石墨化加工產(chǎn)生的副產(chǎn)品的處臵需要穩(wěn)定的鋼廠、鋁廠客戶資源。負(fù)極材料廠商可以通過對石墨化產(chǎn)品的理化指標(biāo)

48、比如容量、壓實(shí)密度、石墨化度、磁性物質(zhì)含量等進(jìn)行檢測以確保委外加工的質(zhì)量滿足要求。人造石墨負(fù)極材料廠商的優(yōu)勢在于其對各個(gè)環(huán)節(jié)加工質(zhì)量的把控和成本的整體控制，將部分石墨化加工業(yè)務(wù)委外有利于人造石墨廠商發(fā)揮其集成優(yōu)勢。目前，石墨化加工費(fèi)大幅上漲，產(chǎn)能緊張，人造石墨負(fù)極廠商開始加速布局石墨化產(chǎn)能，提升自供比例。石墨化在人造石墨負(fù)極成本占比大，是負(fù)極廠商降本關(guān)鍵：石墨化是指將非石墨碳材料在高溫電爐內(nèi)把制品加熱到 2,800以上，使材料轉(zhuǎn)變成具有石墨有序結(jié)構(gòu)的過程。根據(jù)翔豐華招股說明書測算，石墨化加工費(fèi)在人造石墨負(fù)極材料中占 60%，是人造石墨負(fù)極成本的主要組成部分。根據(jù)尚泰科技招股說明書測算，當(dāng)石墨化

49、加工單價(jià)為 1.24 萬元/噸時(shí)，公司石墨化加工自供率由 50%提升至 70%，維持其他條件不變，毛利率可提升 5.32 個(gè)百分點(diǎn)。今年年初石墨化加工價(jià)格在 2.3-2.5 萬元/噸，相較1.24 萬元/噸大幅上漲 85.48%-101.61%。以 0.6 元/度電費(fèi)計(jì)算，石墨化成本約為 1.44 萬元/噸，參考當(dāng)前石墨化代加工費(fèi)水平，自建石墨化可節(jié)約成本 0.86-1.06 萬元/噸，預(yù)計(jì)未來石墨化自供率越高的企業(yè)，越能夠在產(chǎn)能釋放和成本控制上占據(jù)主動(dòng)，領(lǐng)跑行業(yè)。）委外加工占比影響毛利潤（萬元）石墨化委外加工占比 30%840.892,248.213,958.01圖表 35. 石墨化自供率提

50、升顯著提高企業(yè)利潤率項(xiàng)目2018 年2019 年2020 年石墨化加工單價(jià)（萬元/噸）1.691.441.24石墨化加工運(yùn)費(fèi)（萬元/噸）0.030.030.03公司自產(chǎn)石墨化單位成本（萬元/噸）0.960.850.64公司負(fù)極材料銷售量所需石墨化量（噸）3,691.0911,942.6620,846.59石墨化委外加工占比 50%影響負(fù)極材料毛利率（百分點(diǎn)）石墨化委外加工占比 30%1401.49(7.90)3,747.01(6.43)6,596.69(7.98)石墨化委外加工占比 50%(13.17)(10.72)(13.30)提升委外加工占比后負(fù)極材料毛利率（%石墨化委外加工占比 30%2

51、7.9334.2030.04石墨化委外加工占比 50%22.6629.9124.72尚太科技招股說明書圖表 36. 部分企業(yè)石墨化自供率估算（萬噸）項(xiàng)目2021A2022E2023E負(fù)極產(chǎn)能 10.017.025.0璞泰來石墨化產(chǎn)能 7.012.023.0自供率（%） 707192負(fù)極產(chǎn)能 12.018.018.0杉杉股份石墨化產(chǎn)能 4.29.49.4自供率（%） 355252負(fù)極產(chǎn)能 16.033.047.0貝特瑞石墨化產(chǎn)能 4.48.917.4自供率（%） 282737負(fù)極產(chǎn)能 9.09.09.0凱金能源石墨化產(chǎn)能 4.08.710.0自供率（%） 4497111負(fù)極產(chǎn)能 6.010.01

52、0.0尚太科技石墨化產(chǎn)能 4.29.49.4自供率（%） 709494負(fù)極產(chǎn)能 4.06.012.0翔豐華石墨化產(chǎn)能 0.61.53.5自供率（%） 152529注：部分企業(yè)產(chǎn)能統(tǒng)計(jì)包含天然石墨高工鋰電，凱金能源招股說明書，尚太科技招股說明書，貝特瑞公開發(fā)行說明書，電費(fèi)是石墨化成本的主要構(gòu)成，在低電價(jià)地區(qū)建設(shè)石墨化產(chǎn)能可以有效降低成本：電費(fèi)在石墨化過程中占比近 60%，在低電價(jià)地區(qū)建設(shè)石墨化產(chǎn)能可以有效降低成本。目前石墨化產(chǎn)能大都向四川、貴州、云南、內(nèi)蒙古等低電價(jià)地區(qū)聚集，低電價(jià)可以降低負(fù)極廠商絕對成本，但并不足以形成比較優(yōu)勢。圖表 37. 坩堝爐工藝下 1 萬噸石墨化產(chǎn)能電費(fèi)敏感性測算成本項(xiàng)

53、目成本構(gòu)成電力（kWh）14,000電價(jià)（元/kWh）0.60.50.40.3電費(fèi)（萬元）0.840.70.560.42坩堝和電阻料（萬元/噸0.45人工（萬元/噸）0.07折舊（萬元/噸）0.08合計(jì)（萬元/噸）1.441.31.161.02降本幅度/9.72%19.44%29.17%資料來源：翔豐華招股說明書，環(huán)評報(bào)告，坩堝爐是石墨化當(dāng)前主要生產(chǎn)方式，提升裝爐效率是實(shí)現(xiàn)降本和差異化的關(guān)鍵：現(xiàn)有石墨化加工廠商主流生產(chǎn)方式為坩堝法，裝爐工藝為石墨坩堝裝料，坩堝間的空隙填充石油焦作為導(dǎo)電材料和保溫料。其原理是通過電流流經(jīng)爐內(nèi)電阻料而使電阻料產(chǎn)生大量熱能，傳遞到產(chǎn)品，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品石墨化。坩堝爐技術(shù)

54、路線成熟、裝料、吸料工序復(fù)雜程度及爐內(nèi)坩堝擺放精度要求適中，可操作性強(qiáng)。行業(yè)內(nèi)有部分企業(yè)開始進(jìn)行技改，用新爐型替代艾奇遜坩堝爐，但艾奇遜爐仍是行業(yè)主流，新工藝帶來的行業(yè)整體生產(chǎn)效率提升尚不明顯。石墨化加工行業(yè)中，企業(yè)按照加工物料重量收費(fèi)，對于石墨化加工廠商，在石墨化爐建造完成后，通過不斷優(yōu)化裝爐方式可以提高爐內(nèi)空間的使用效率，降低單位成本。因此真正體現(xiàn)企業(yè)間成本差距的是在現(xiàn)有生產(chǎn)工藝下裝爐方式改進(jìn)帶來的石墨化爐使用效率和單爐產(chǎn)出提升。圖表 38. 石墨坩堝示意圖圖表 39. 石墨化爐內(nèi)坩堝擺放示意圖資料來源：璞泰來定增回復(fù)函資料來源：璞泰來定增回復(fù)函圖表 40. 坩堝爐工藝下不同廠家單爐日產(chǎn)量

55、測算公司石墨化爐（臺）對應(yīng)年產(chǎn)能（噸）年工作時(shí)間（日）單爐日產(chǎn)量（噸）福建杉杉8040,0003001.67翔豐華83,0002501.50內(nèi)蒙古凱金2410,0003001.39貴州格瑞特1510,0003002.22資料來源：環(huán)評報(bào)告，璞泰來定增回復(fù)函，鑫欏資訊，箱式爐改造可以顯著提高生產(chǎn)效率：箱式爐和坩堝爐同屬間歇式石墨化爐。箱式爐工藝是將整個(gè)爐芯分成若干個(gè)等容積腔室，負(fù)極材料直接放臵于石墨板圍成的箱體空間中，石墨板材具有導(dǎo)電性，廂體通電后自身發(fā)熱，在作為負(fù)極材料容器的同時(shí)能夠達(dá)到材料加熱的目的。箱式爐工藝避免了負(fù)極材料重復(fù)裝入、裝出坩堝的工作，且由于廂體自身材質(zhì)及形狀特點(diǎn)，廂體間無需添

56、加保溫電阻材料，僅需保留廂體四周與爐壁之間的保溫材料，增大了爐內(nèi)負(fù)極材料的有效容積及使用效率。將坩堝爐改造成箱式爐只需在石墨化加工完成后，爐內(nèi)溫度降至正常溫度，清理出坩堝，再放入石墨板即可，物料齊備的情況下僅需 1-3 天可以完成，改造時(shí)間短，不需要停產(chǎn)。相比于坩堝爐，箱式爐生產(chǎn)的主要難點(diǎn)和不足在于：對石墨化工藝掌控程度及技術(shù)優(yōu)化水平要求較高，箱式爐因?yàn)閱未窝b料量大導(dǎo)致電流分布不均勻，裝料時(shí)易殘留空氣，因此產(chǎn)品一致性要稍遜于坩堝爐。廂板拼接過程精度較高，裝料吸料操作難度加大。加熱過程需更加精確地控制送電曲線及溫度測量。石墨化加工過程中不同客戶、不同型號產(chǎn)品對石墨化加工要求不同，因此單爐單次加工

57、過程僅能裝同一加工要求的產(chǎn)品，而箱式爐單爐容積大，產(chǎn)品調(diào)整靈活性較低，使用箱式爐的企業(yè)需要具備一定的客戶體量。根據(jù)璞泰來定增回復(fù)測算，箱式爐藝可以使單爐有效容積成倍增加，而總耗電量增加約 10%，產(chǎn)品單位耗電降低 40%-50%左右，但目前大部分廠家仍然沿用成熟的坩堝爐路線，沒有進(jìn)行大規(guī)模的工藝轉(zhuǎn)換。此外，在由坩堝爐轉(zhuǎn)向箱式爐的轉(zhuǎn)換過程中，廠家也需要一定時(shí)間學(xué)習(xí)，積累技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。圖表 41. 璞泰來箱式爐構(gòu)造示意圖資料來源：璞泰來定增回復(fù)函圖表 42. 箱式爐工藝改造提升產(chǎn)能主體方式爐數(shù)（個(gè)） 單爐年循環(huán)石墨化生產(chǎn)單爐裝爐量產(chǎn)能單爐年產(chǎn)能次數(shù)周期（天）（噸）（噸/年）（噸）山東興豐技改前坩堝3

58、616212514,400400山東興豐技改后箱式爐2712285016,200600坩堝91621253,600400內(nèi)蒙興豐技改前坩堝5616215549,280880內(nèi)蒙興豐技改后箱式爐28122811036,9601,320坩堝2816215524,640880資料來源：璞泰來定增回復(fù)函連續(xù)式石墨化爐有望成為未來發(fā)展方向：連續(xù)式石墨化爐并不是一種特定的石墨化工藝爐，它是相對間歇式石墨化工藝而言的。所謂連續(xù)指的是在生產(chǎn)過程中沒有斷電過程，石墨化產(chǎn)品在爐中經(jīng)過一些列溫區(qū)，在爐中移動(dòng)加熱，從而實(shí)現(xiàn)石墨化過程的連續(xù)生產(chǎn)。其生產(chǎn)原理是將備好的散狀石油焦由上裝料裝臵送入進(jìn)料斗，物料靠自重進(jìn)入連續(xù)式

59、石墨化電爐內(nèi)的高溫區(qū)，原料先后經(jīng)過干燥、煅燒階段，將產(chǎn)生的蒸汽揮發(fā)和排出，進(jìn)入高溫區(qū)后物料達(dá)到石墨化溫度，石墨化完成后物料進(jìn)入爐底冷卻器，冷卻到 200-300時(shí)打開冷卻器底部閘板，讓物料自然冷卻至室溫，實(shí)現(xiàn)高純散狀石墨連續(xù)生產(chǎn)的目的。連續(xù)式石墨化爐將間歇式生產(chǎn)的清爐、裝爐、通電、冷卻、卸出等多道工序整合，從而提高了生產(chǎn)效率，降低了電耗，且容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。但連續(xù)式石墨化爐的設(shè)備維護(hù)和折舊費(fèi)用很高，爐體保溫問題和出料間隔等工藝問題還亟待解決，產(chǎn)品性能和坩堝爐、箱式爐還存在一定差距，目前仍處于技術(shù)積累和突破階段，沒有大范圍應(yīng)用。圖表 43. 連續(xù)式石墨化爐簡圖連續(xù)式石墨化電爐設(shè)計(jì)及爐內(nèi)溫度場研究圖

60、表 44. 坩堝法和箱式法工藝對比坩堝法箱式法連續(xù)式單爐裝爐量（t）20-3050-60/加熱方式主要為電阻料發(fā)熱廂體石墨板發(fā)熱電極發(fā)熱溫度（）3,1003,0502,800-3,000單位耗電量（kWh/t）10,000-15,0007,500-12,5006,000-7,000生產(chǎn)周期（天）20-2540/日產(chǎn)量（t）11.2/產(chǎn)品容量（mAh/g）353.8353.1346.8產(chǎn)品首效（%）93.9%93.4%93.1%產(chǎn)品比表面積（m2/g1.922.291.4石墨化度（%）96.3895.8293.73輔料需要填充保溫料，電阻料無需電阻料，在廂體四周和爐壁間填充保溫料/產(chǎn)品穩(wěn)定性較高