鋰電池負(fù)極材料市場(chǎng)現(xiàn)狀分析及發(fā)展前景

鋰電池負(fù)極材料市場(chǎng)現(xiàn)狀分析及發(fā)展前景中國(guó)鋰電池負(fù)極材料行業(yè)市場(chǎng)現(xiàn)狀（一）負(fù)極材料對(duì)比負(fù)極作為鋰電四大主材之一，占鋰電池成本10%-15%左右。主流石墨負(fù)極可細(xì)分為天然石墨和人造石墨兩大類，其中人造石墨憑借較好的循環(huán)壽命及一致性在動(dòng)力領(lǐng)域占據(jù)主要位置，天然石墨則憑借較低的成本和較高容量普遍應(yīng)用于消費(fèi)領(lǐng)域。出于成本考慮，部分動(dòng)力廠商也開(kāi)始用天然和人造復(fù)合石墨做負(fù)極。（二）負(fù)極材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈鋰電池負(fù)極材料的上游，原材料根據(jù)產(chǎn)品種類不同而不同，天然石墨負(fù)極材料的上游原料為天然石墨礦石，人造石墨負(fù)極材料的上游原料是針狀焦、石油焦、瀝青焦等；鋰電池負(fù)極材料的設(shè)備主要包括流化床、回轉(zhuǎn)爐等。鋰電池負(fù)極材料的中游為鋰電池負(fù)極材料的生產(chǎn)加工商，生產(chǎn)含不同種類的負(fù)極材料。鋰電池負(fù)極材料下游為鋰電池行業(yè)，下游行業(yè)的產(chǎn)品最終應(yīng)用于動(dòng)力電池、3C消費(fèi)電池及工業(yè)儲(chǔ)能電池三大領(lǐng)域。下游行業(yè)對(duì)負(fù)極材料行業(yè)的發(fā)展具有較大的影響，其需求變化直接影響到負(fù)極材料行業(yè)未來(lái)的發(fā)展?fàn)顩r。石墨化技術(shù)現(xiàn)狀分析傳統(tǒng)石墨化工藝主要包括艾奇遜石墨化爐，內(nèi)熱串接式石墨化爐兩種，均屬于間歇式石墨化爐。艾奇遜石墨化爐使用歷史悠久，是目前最為成熟、應(yīng)用最為廣泛的石墨化爐，其主要優(yōu)點(diǎn)包括結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用、容易維修等，但是缺點(diǎn)是熱損失大，能量有效利用率僅30%左右，單位電耗達(dá)4000-4800kWh/t，且需要大量的冶金焦作為電阻料，污染比較嚴(yán)重。內(nèi)串式石墨化爐相比艾奇遜爐加熱速度快，生產(chǎn)周期短，且電耗下降20%-35%，產(chǎn)品石墨化程度更均勻，但該爐一般只適用于電極的生產(chǎn)，不適用于顆粒料的負(fù)極石墨化生產(chǎn)。為了應(yīng)對(duì)國(guó)內(nèi)越來(lái)越嚴(yán)厲的能耗政策以及不斷上升的成本壓力，負(fù)極企業(yè)探索新的石墨化技術(shù)，其主要的發(fā)展方向分為兩種，一種是在傳統(tǒng)的艾奇遜爐基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)的箱式爐，另外一種是連續(xù)石墨化爐。行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模（一）市場(chǎng)規(guī)模數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)鋰電池負(fù)極材料市場(chǎng)規(guī)模由2016年64．6億元增至2020年140．2億元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為21．4%。相關(guān)研究機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，2021年我國(guó)負(fù)極材料市場(chǎng)規(guī)模可達(dá)159．1億元。（二）出貨量數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)鋰電池負(fù)極材料出貨量由2016年11．8萬(wàn)噸增至2020年36．5萬(wàn)噸，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為32．6%。相關(guān)研究機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，2021年我國(guó)鋰電池負(fù)極材料出貨量可達(dá)40．1萬(wàn)噸。（三）需求量從需求端來(lái)看，2016-2020年，中國(guó)鋰電池負(fù)極材料全球市場(chǎng)需求占比始終維持在60%以上，2020年，中國(guó)鋰電池極材料市場(chǎng)需求為36．5萬(wàn)噸，占全球市場(chǎng)需求的63%。相關(guān)研究機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)2021年中國(guó)鋰電池負(fù)極材料的需求量將達(dá)40．1萬(wàn)噸。鋰電池負(fù)極材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上下游情況鋰電池主要由正極、負(fù)極、電解液和隔膜組成，其中負(fù)極材料在鋰電池中作為鋰離子和電子的載體，起著能量的儲(chǔ)存與釋放的重要作用，直接影響電池的能量密度、循環(huán)壽命、安全性、快充能力等性能。目前鋰電池負(fù)極材料主要以人造石墨和天然石墨為主，硅碳負(fù)極作為能量密度更高的材料是行業(yè)未來(lái)重要的發(fā)展方向。鋰電池負(fù)極材料行業(yè)的上游主要為石油焦、針狀焦、瀝青或天然石墨等產(chǎn)品。其中人造石墨的上游為針狀焦、石油焦等原材料，經(jīng)過(guò)造粒、石墨化等復(fù)雜生產(chǎn)工序，制成人造石墨產(chǎn)品；天然石墨材料的上游主要為天然石墨礦；而硅碳負(fù)極的上游原材料除了碳材料以外，還包括硅基材料。鋰電池負(fù)極材料行業(yè)的下游主要是各類電池廠商，目前鋰電池的主要應(yīng)用領(lǐng)域有動(dòng)力電池、3C數(shù)碼等消費(fèi)電池和儲(chǔ)能電池，其中動(dòng)力電池和消費(fèi)電池占據(jù)主流，儲(chǔ)能電池的占比較低。近年來(lái)，在全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)爆發(fā)式增長(zhǎng)的帶動(dòng)下，動(dòng)力電池需求迅速增長(zhǎng)，成為鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈的重要增長(zhǎng)極；傳統(tǒng)3C數(shù)碼市場(chǎng)已步入成熟階段，市場(chǎng)對(duì)于消費(fèi)電池的需求逐漸趨于穩(wěn)定，未來(lái)的潛在增長(zhǎng)點(diǎn)主要是智能家庭設(shè)備、可穿戴設(shè)備、5G設(shè)備等；儲(chǔ)能電池則是鋰電池未來(lái)重要的藍(lán)海領(lǐng)域，儲(chǔ)能行業(yè)的巨大發(fā)展?jié)摿τ型麨殇囯姵貛?lái)巨大市場(chǎng)需求。影響鋰電池負(fù)極材料行業(yè)發(fā)展的不利因素鋰離子電池作為新能源汽車成本的重要組成部分，其成本下降是新能源汽車大規(guī)模推廣的前置條件之一。因此，作為鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈條的上游環(huán)節(jié)，負(fù)極材料行業(yè)亦有不斷降低成本的壓力。雖然新能源汽車的大規(guī)模推廣必然帶來(lái)負(fù)極材料行業(yè)規(guī)模的大幅增長(zhǎng)，但如果企業(yè)不能做到規(guī)?；a(chǎn)并通過(guò)規(guī)范的管理、持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新降低成本，可能導(dǎo)致在收入增長(zhǎng)的同時(shí)出現(xiàn)毛利率下降的情形。鋰電池負(fù)極材料行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)（一）鋰電池負(fù)極材料行業(yè)為應(yīng)對(duì)石墨化產(chǎn)能限制，頭部企業(yè)紛紛進(jìn)行一體化生產(chǎn)基地建設(shè)為應(yīng)對(duì)下游高增的需求以及原材料、石墨化價(jià)格上漲的壓力，負(fù)極材料頭部企業(yè)普遍選擇打造負(fù)極一體化項(xiàng)目，對(duì)于石墨化加工、炭化加工、上游原材料等產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)進(jìn)行一體化布局，加速石墨化自供比例的提升，以保障供應(yīng)鏈安全，提高成本控制能力。2021年以來(lái)，貝特瑞、璞泰來(lái)、杉杉股份、凱金能源等頭部企業(yè)紛紛開(kāi)始建設(shè)產(chǎn)能在20萬(wàn)噸以上的大規(guī)模一體化項(xiàng)目。（二）規(guī)模效益及成本控制能力將成為鋰電池負(fù)極材料行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)重點(diǎn)動(dòng)力電池是目前負(fù)極材料市場(chǎng)的主要增長(zhǎng)點(diǎn)，下游車企在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)及補(bǔ)貼退坡的背景下，將更加注重原材料的價(jià)格水平，具備良好的規(guī)模效益及成本控制能力的負(fù)極材料企業(yè)，有望取得更高的市場(chǎng)份額，從而擠壓小型企業(yè)的市場(chǎng)空間，淘汰市場(chǎng)落后產(chǎn)能，促進(jìn)行業(yè)集中度的提升，穩(wěn)固市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局。（三）硅基負(fù)極是下一代負(fù)極材料的主要發(fā)展趨勢(shì)目前市場(chǎng)上高端石墨負(fù)極材料的能量密度已接近石墨材料的理論上限，難以滿足市場(chǎng)對(duì)于更高能量密度電池材料的發(fā)展需求。硅材料的理論能量密度是石墨材料的10倍左右，同時(shí)還具有脫鋰電位低、環(huán)境友好、資源豐富等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)前產(chǎn)業(yè)化前景較好的下一代鋰電池負(fù)極材料，奔馳、特斯拉、蔚來(lái)等多家車企已明確選擇硅基負(fù)極作為未來(lái)高端應(yīng)用場(chǎng)景、高續(xù)航里程的解決方案。近年來(lái)，硅基負(fù)極出貨量已取得迅速增長(zhǎng)，但市場(chǎng)滲透率仍然較低。據(jù)統(tǒng)計(jì)2021年我國(guó)硅基負(fù)極出貨量1．1萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)83．3%，占當(dāng)年負(fù)極材料出貨量的1．5%。石墨化+一體化企業(yè)優(yōu)勢(shì)凸顯，硅基負(fù)極為未來(lái)發(fā)展方向（一）受雙控+限電影響，石墨化供給短期或仍將不足石墨化是人造石墨的必經(jīng)之路。石墨化是將物料按一定的升溫曲線進(jìn)行加熱處理直至物料轉(zhuǎn)化為石墨制品的過(guò)程，該過(guò)程以熱能引起的運(yùn)動(dòng)為基礎(chǔ)，使碳進(jìn)一步富集，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。石墨化過(guò)程為將主材料均勻放入石墨坩堝內(nèi)，再通過(guò)天車吊起平放入石墨化爐中，將電阻料放入爐芯處石墨坩堝外圍，外邊包覆保溫料，將爐體填滿，即完成裝爐。將爐體裝滿后，即進(jìn)入電加熱過(guò)程。通過(guò)石墨化爐兩側(cè)的電極進(jìn)行通電加熱，時(shí)間通常不超過(guò)48小時(shí)，在爐內(nèi)達(dá)到一定溫度后加蓋爐頂并設(shè)置集氣罩，爐內(nèi)溫度將繼續(xù)升至2800℃-3000℃，最終將坩堝內(nèi)含碳物質(zhì)在高溫?zé)崽幚硐?，使其具備石墨晶體結(jié)構(gòu)特征。通電加熱結(jié)束后，將爐頂打開(kāi)，靜置冷卻至材料恢復(fù)常溫，即結(jié)束該生產(chǎn)過(guò)程。通常情況下，石墨化工序或提純工序一個(gè)周期將達(dá)到15-22天。高溫高耗電量+產(chǎn)能擴(kuò)張較緩或?qū)?dǎo)致我國(guó)石墨化供需錯(cuò)配。從供需情況上看，2023年我國(guó)石墨化或?qū)⒊尸F(xiàn)供給不足的情況。根據(jù)頭豹研究院測(cè)算，2022年我國(guó)石墨化供給和需求分別為72萬(wàn)噸和64萬(wàn)噸；2023年我國(guó)石墨化供給和需求分別為85．3萬(wàn)噸和91．4萬(wàn)噸。從能耗上來(lái)看，石墨化企業(yè)屬于高能耗企業(yè)。石墨化爐種類多樣，但高溫以及高耗電量難以避免。我國(guó)目前主流的石墨化爐為艾奇遜石墨化爐和內(nèi)串式石墨化爐。根據(jù)石墨網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，艾奇遜石墨化爐和內(nèi)串式石墨化爐的耗電量巨大，其耗電區(qū)間分別為4000～4800kwh/t、3300～4000kwh/t。從石墨化產(chǎn)能布局來(lái)看，我國(guó)石墨化產(chǎn)能主要集中在西北地區(qū)，市場(chǎng)格局較為分散。1）根據(jù)高工鋰電統(tǒng)計(jì)，2021年內(nèi)蒙古石墨化產(chǎn)能占比為41%、四川為17%、山西為12%、青海為8%。由于石墨化需要消耗大量的電力，因此石墨化產(chǎn)能布局整體上是根據(jù)電力供應(yīng)能力以及電價(jià)分布的。2）石墨化市場(chǎng)格局較為分散，根據(jù)頭豹研究院，2021年我國(guó)外協(xié)廠的石墨化市場(chǎng)占比達(dá)到了63%。在上市公司中，璞泰來(lái)石墨化市場(chǎng)份額最大，達(dá)到了整體市場(chǎng)份額的13%。從政策端來(lái)看，雙控政策不斷出臺(tái)，石墨化產(chǎn)能釋放受阻。2021年國(guó)家發(fā)改委出臺(tái)《完善能源消費(fèi)強(qiáng)度和總量雙控制度方案》后，各省市發(fā)改委相繼出臺(tái)相關(guān)的雙控政策，石墨化廠商產(chǎn)量受限。以我國(guó)石墨化產(chǎn)能占比最大的內(nèi)蒙古自治區(qū)為例，2022年7月內(nèi)蒙古自治區(qū)發(fā)改委發(fā)布了《關(guān)于完善能耗強(qiáng)度和總量雙控政策保障穩(wěn)中求進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展的通知》，其中下達(dá)了對(duì)于各盟市年度能耗強(qiáng)度降低目標(biāo)任務(wù)，以及加強(qiáng)了對(duì)于兩高項(xiàng)目的認(rèn)定、管理、審核。（二）一體化趨勢(shì)加劇，龍頭企業(yè)優(yōu)勢(shì)凸顯一體化是負(fù)極材料企業(yè)降本的主要方式，其中石墨化自供率為重中之重。1）石墨化在人造石墨中的占比較高。目前我國(guó)大部分負(fù)極材料廠商的石墨化都是以外協(xié)廠加工為主。根據(jù)璞泰來(lái)2021年年報(bào)，公司人負(fù)極材料加工費(fèi)占比為41．75%；2）電價(jià)上漲，抬升石墨化費(fèi)用。根據(jù)璞泰來(lái)2021年年報(bào)，石墨化的主要成本為制造費(fèi)用以及輔助生產(chǎn)費(fèi)用，占比達(dá)到84．16%。由于石墨化需要消耗大量的電力，因此電費(fèi)對(duì)于制造費(fèi)用以及輔助生產(chǎn)費(fèi)用的影響較大。隨著各地電力市場(chǎng)改革進(jìn)程加速，高耗能企業(yè)的電價(jià)進(jìn)一步提升，因此將會(huì)推升石墨化的成本；3）受調(diào)控政策影響，有效產(chǎn)能不足，石墨化供應(yīng)緊缺，石墨化加工價(jià)格上漲。4）委外加工石墨化大幅拉低負(fù)極材料企業(yè)毛利率。根據(jù)尚太科技的測(cè)算，2020年當(dāng)石墨化委外加工占比達(dá)到30%和50%時(shí)，負(fù)極材料毛利率分別下降7．98%和13．30%。負(fù)極材料廠商擴(kuò)產(chǎn)石墨化產(chǎn)能，石墨化自給率有望提升。根據(jù)GGII數(shù)據(jù)，2021年璞泰來(lái)、杉杉股份、中科電氣、翔豐華、凱金能源石墨化自給率分別為66．67%、35．00%、53．03%。根據(jù)各公司公告（據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)），中科電氣規(guī)劃石墨化產(chǎn)能達(dá)20萬(wàn)噸，杉杉股份規(guī)劃石墨化高達(dá)50萬(wàn)噸，貝特瑞規(guī)劃石墨化產(chǎn)能達(dá)28萬(wàn)噸。（三）硅基負(fù)極未來(lái)可期硅基負(fù)極克容量高，可大幅提升新能源汽車的續(xù)航里程。續(xù)航里程是新能源汽車的痛點(diǎn)之一。為了滿足消費(fèi)者的續(xù)航需求，我國(guó)純電動(dòng)新能源汽車?yán)m(xù)航里程不斷提高。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2018-2021年純電新能源汽車最高續(xù)航里程分別為565km/660km/706km/840km/1008km。解決續(xù)航里程的方法除了增加電池尺寸，其次是提高電池的能量密度。以磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池為例，歷年來(lái)能量密度都是不斷提升的。由于硅基負(fù)極的克容量遠(yuǎn)高于天然石墨和人造石墨，因此硅基負(fù)極的應(yīng)用可提升動(dòng)力電池的能量密度，提升新能源汽車的續(xù)航里程。快充車型紛至沓來(lái)，硅基負(fù)極高倍率性能傲視群雄。隨著消費(fèi)者對(duì)于補(bǔ)能時(shí)長(zhǎng)要求的提高，縮短補(bǔ)能時(shí)長(zhǎng)是發(fā)展新能源汽車發(fā)展需要解決的問(wèn)題。從供給端來(lái)看，已有多家車企已經(jīng)或即將推出800V的快充車型。為了提升電池的充放電效率，就需要使用高倍率的電池。高倍率電池一般指的是連續(xù)放電能力≥3C的鋰離子電池，鋰離子電池是一種充電高倍率電池，它主要依賴鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來(lái)工作。因此，具有高倍率性能的負(fù)極材料將提高鋰電池的充放電能力。大圓柱電池