杉杉股份研究報告星芒綻放負極正青春

杉杉股份研究報告-星芒綻放負極正青春1.產(chǎn)能如期釋放，石墨化自供率再上臺階產(chǎn)能釋放，石墨化自供率提升。公司2021年負極產(chǎn)能12萬噸，出貨量10萬噸，石墨化產(chǎn)能4.2萬噸，石墨化自供率約40%。22年之后公司石墨負極和石墨化產(chǎn)能規(guī)劃包括：包頭二期負極6萬噸+石墨化5.2萬噸：包頭二期負極+石墨化Q2處于爬坡狀態(tài)，6月份滿產(chǎn)后負極單月產(chǎn)能環(huán)比增長50%至1.5萬噸；石墨化產(chǎn)能同步釋放，滿產(chǎn)后石墨化單月產(chǎn)能預(yù)計翻倍以上增長。包頭二期負極及石墨化產(chǎn)能的如期釋放將對下半年帶來顯著業(yè)績貢獻，預(yù)計三季度公司負極產(chǎn)能達4.5萬噸，石墨化產(chǎn)能2.4萬噸，Q3單季度石墨化自供率50%以上。四川眉山一體化一、二期各10萬噸：眉山項目于21年年末拿到能評，一期10萬噸開工建設(shè)，考慮到石墨化產(chǎn)能依然處于較為緊缺的狀態(tài)，預(yù)計Q3石墨化產(chǎn)能將提前釋放，Q4石墨化自供率有望進一步提升至75%左右。眉山一期成品產(chǎn)能預(yù)計23年年初試產(chǎn)；二期23年開始建設(shè)，24年投產(chǎn)。預(yù)計23年四川項目全部釋放后，石墨化自供率可維持80%左右。云南安寧一體化一期20萬噸+二期10萬噸：云南30萬噸一體化項目尚在前期推進中，一期20萬噸預(yù)計24年投產(chǎn)。公司負極規(guī)劃產(chǎn)能已接近70萬噸，石墨化產(chǎn)能近60萬噸（不考慮參股產(chǎn)能），將有力支撐未來的高速發(fā)展。石墨化自供率提升有望緩解成本壓力，盈利能力邊際改善。石墨化自供率的提升能夠部分緩解原材料上漲壓力，增厚負極單噸利潤，我們假設(shè)：石墨化成本：目前由于產(chǎn)能緊缺，石墨化價格依然處于高位，隨著Q4多家企業(yè)一體化產(chǎn)能的釋放，供需有望迎來逆轉(zhuǎn)，帶動石墨化價格回落，預(yù)計22年Q1-Q4石墨化外協(xié)價格分別為單噸2.4/2.4/2.3/2.2萬元（不含稅），石墨化自產(chǎn)成本隨電價提升。其他成本：原材料方面，煉油利潤不佳、行業(yè)整體開工負荷不高導(dǎo)致石油焦產(chǎn)量處于低位，需求端在電解鋁景氣修復(fù)的支撐下，預(yù)計焦類價格將保持平穩(wěn)；杉杉與錦州石化綁定，在焦類方面展開全方位合作，22年4月引入中石油昆侖資本對杉杉科技增資，原材料合作進一步深化。制造費用方面，由于新產(chǎn)能的投放，預(yù)計折舊攤銷費用短期有所增加。價格：22年前三季度在原材料和石墨化價格上漲的背景下，公司負極產(chǎn)品跟隨小幅漲價，Q3-Q4預(yù)計隨石墨化價格下降而回落，預(yù)計22年Q1-Q4負極均價分別為單噸5.2/5.3/5.2/5.1萬元。費用：假設(shè)隨著產(chǎn)能規(guī)模的擴大，費用率在21年基礎(chǔ)上穩(wěn)步下降?；谝陨霞僭O(shè)，我們推算公司負極單噸盈利在下半年有望迎來顯著提升，預(yù)計22年Q1-Q4負極單噸凈利分別為0.6/0.66/0.72/0.88萬元，盈利持續(xù)向好。2.快充技術(shù)行業(yè)領(lǐng)先，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化2.1補能效率需求加速快充滲透，動力負極技術(shù)門檻提高電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新紛紛推進，加速快充應(yīng)用。隨著電動車的快速普及和規(guī)模迅速擴張，對補能效率和充電時間的追求帶來快充技術(shù)的導(dǎo)入和升級，電池廠在推出結(jié)構(gòu)創(chuàng)新產(chǎn)品的同時普遍在熱管理方面做了更多的設(shè)計和布局，使得高活性材料、快充方案等得以更加順利地實施：麒麟電池：寧德時代

22年發(fā)布麒麟電池，將傳統(tǒng)設(shè)在底部的水冷功能件置于電芯之間，換熱面積擴大4倍，導(dǎo)熱效率提升50%，將電芯控溫時間縮短至原來的一半，在極端情況下電芯可極速降溫，有效阻隔電芯間的異常熱量傳導(dǎo)，熱失控現(xiàn)象大幅降低。這種獨創(chuàng)性溫控設(shè)計可滿足4C高壓快充，5min實現(xiàn)熱啟動，10min實現(xiàn)10%-80%SOC。麒麟電池規(guī)劃于2023年正式上市。4680電池：特斯拉

4680電池設(shè)計也有利于快充的實施：1）在電芯之間排布水冷板，同時頂部還有一層水冷板，最大程度上增加散熱面積，提高電池散熱能力；

2）無極耳工藝縮短電子遷移路徑，減小內(nèi)阻，提高了電芯散熱能力；3）圓柱結(jié)構(gòu)本身具有較好的散熱性。根據(jù)insideevs模擬研究數(shù)據(jù)，4680電池從10%充電至80%僅需16分鐘，比2170快了10分鐘左右。22年為4680量產(chǎn)元年，特斯拉美國和歐洲工廠均開啟量產(chǎn)步伐，預(yù)計23年大規(guī)模起量。車企陸續(xù)推出800V產(chǎn)品，高電壓平臺快速迭代。2019年保時捷推出800V快充量產(chǎn)車型Taycan，創(chuàng)電動車行業(yè)高電壓平臺先河；2021-2022年極氪001、阿爾法S、LucidAir、寶馬iX系列等高端車型采用800V快充；根據(jù)車企規(guī)劃，2023-2024年將持續(xù)有高電壓平臺車型的推出。電池快充性能主要取決于負極材料。在充電條件下，負極作為鋰離子的接受體，需要具備短期快速接納大量鋰離子嵌入的能力，否則鋰離子會在負極表面沉積，形成鋰枝晶，嚴重的情況下會刺穿隔膜造成短路，帶來安全隱患。當(dāng)前業(yè)界主要通過二次造粒和炭化包覆改性提升負極的快充性能。造粒環(huán)節(jié)決定負極材料的粒徑大小，通常情況下快充產(chǎn)品的粒徑比普通產(chǎn)品更小，主要由于小顆粒比表面積大，鋰離子遷移的通道更多，倍率性能好，而大顆粒壓實密度更大、容量更高。高端石墨負極往往兼顧高容量與快充，因此需要通過二次造粒修飾原有顆粒的粒徑和形貌，使其在容量與倍率兩方面達到較好的平衡。炭化包覆的目的是為了在石墨表面覆蓋一層層間距相對更大的材料，擴大鋰離子的傳輸路徑，從而提升倍率性能。包覆材料的選擇（無定形炭、瀝青、酚醛樹脂或其他新型包覆劑）、包覆工藝（液相法、高溫固相炭化等）的自主開發(fā)需要具備長期的試驗和技術(shù)積累，是負極企業(yè)提升技術(shù)壁壘的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。總體而言，頭部企業(yè)在造粒、包覆改性等方面往往具有較多專利布局和技術(shù)經(jīng)驗。2.2杉杉快充技術(shù)領(lǐng)先，產(chǎn)品迭代維持行業(yè)競爭力杉杉快充產(chǎn)品占比提升。杉杉在2014年開始開發(fā)快充技術(shù)，2015年成功運用于手機和無人機領(lǐng)域，并與華為等頭部廠商合作開發(fā)快充產(chǎn)品，在快充領(lǐng)域技術(shù)和專利積累較深。公司高端負極產(chǎn)品QCG主打快充性能，能夠?qū)崿F(xiàn)3-5C條件下快速充放電，已實現(xiàn)對國內(nèi)外頭部電池客戶大規(guī)模供貨，并通過持續(xù)改進衍生出多個子產(chǎn)品，其產(chǎn)品穩(wěn)定性和出貨規(guī)模處于行業(yè)領(lǐng)先位置；根據(jù)高工鋰電統(tǒng)計，2021年杉杉快充型石墨出貨占比45%，22年上半年占比近60%。隨著手機等消費電子產(chǎn)品以及電動車對充電速度的要求不斷提高，公司快充產(chǎn)品出貨占比有望持續(xù)上行，帶動盈利能力提升。高倍率快充具備較強優(yōu)勢，迭代產(chǎn)品獲客戶認可。數(shù)碼消費類負極對性能的要求較為極致，需兼顧高容量與高快充倍率，技術(shù)門檻高，能夠充分體現(xiàn)頭部負極廠商的技術(shù)優(yōu)勢，因此該細分領(lǐng)域一線負極廠商占據(jù)較高的市場份額。根據(jù)珠海冠宇公開披露數(shù)據(jù)，杉杉和

璞泰來是其主要負極供應(yīng)商，兩者采購額合計占比95%以上；19-20年，隨著杉杉新產(chǎn)品研發(fā)成功并通過認證，且新產(chǎn)品工藝優(yōu)良，因此冠宇大幅增加對其新產(chǎn)品的采購量，采購比例由18年的8%提升至20年的50%以上，杉杉逐步成為冠宇第一大負極供應(yīng)商。從冠宇的研發(fā)方向可以看出，消費電池廠商仍在致力于更高能量密度和快充倍率產(chǎn)品的開發(fā)，并且同倍率產(chǎn)品的能量密度也需要經(jīng)過幾代產(chǎn)品持續(xù)提升，對負極企業(yè)的研發(fā)實力、技術(shù)水平和產(chǎn)品持續(xù)迭代的能力提出了較高的要求。因此合理推測，杉杉在高倍率快充技術(shù)方面具備較強技術(shù)優(yōu)勢。在動力電池方面，公司與LG、寧德時代、比亞迪等眾多頭部鋰電企業(yè)保持深度合作。快充技術(shù)不斷升級，產(chǎn)品性能持續(xù)改善。公司開發(fā)的液相包覆工藝以石油焦為原料，經(jīng)過石墨化、與液態(tài)酚醛樹脂混合、炭化等工序處理，制得的負極材料具有工序簡單、低成本、低污染等優(yōu)點，在不犧牲容量的同時提升倍率性能，放電倍率3C/0.1C的容量保持率可提高9.4％；開發(fā)的新型包覆劑包覆工藝將石油焦基兩親性炭、乙二胺、水、新型導(dǎo)電劑等材料作為包覆劑，與石墨骨料混合后經(jīng)過干燥、固化、炭化等步驟得到快充石墨成品，解決現(xiàn)有技術(shù)中快充石墨穩(wěn)定性和快充性能較差的問題，制得的產(chǎn)品同時具有高容量、高3C放電恒流比和長循環(huán)壽命的特性。除此之外，公司也在持續(xù)開發(fā)更高能量及更大倍率快充材料，滿足市場需求。3.硅基負極開啟擴產(chǎn)計劃，下一代產(chǎn)品量產(chǎn)提速3.1硅基負極處于發(fā)展初期，多場景實現(xiàn)應(yīng)用國內(nèi)硅基負極出貨在萬噸級別。由于技術(shù)成熟度和成本原因，硅基負極目前滲透率仍然較低。2021年國內(nèi)硅基負極出貨量1.1萬噸，同比增長80%以上，在負極中的滲透率僅為1.5%，具備較大的發(fā)展?jié)摿?。硅基負極在多場景中實現(xiàn)應(yīng)用。從終端應(yīng)用來看，硅基負極在消費領(lǐng)域的應(yīng)用落地更快，適用性更廣，比如高端手機、高端電動工具等，車用領(lǐng)域僅特斯拉等少數(shù)主機廠應(yīng)用；

從封裝形式來看，硅基負極在圓柱電池上的應(yīng)用更加成熟穩(wěn)定，方形和軟包應(yīng)用相對更加滯后；從技術(shù)路線來看，硅氧負極憑借相對較低的膨脹性和較好的循環(huán)性能，目前得到了產(chǎn)業(yè)界更多的關(guān)注，尤其在更加注重循環(huán)性能的動力電池領(lǐng)域，研發(fā)和量產(chǎn)進度領(lǐng)先于硅碳；從電池廠進度來看，日韓廠商應(yīng)用硅基負極的進度更早，松下從17年開始就將硅負極通過2170電池應(yīng)用在特斯拉系列車型中，后續(xù)46系列也將沿用，而三星、LG主要將硅基負極材料用于消費電池。高端智能手機試水硅基負極。2019年9月，小米在概念機MIXAlpha上使用了納米硅碳負極電池，在4050mAh容量的電池上實現(xiàn)了40W有線閃充。2021年3月，小米在新品發(fā)布會上推出小米11Pro、小米11Ultra，搭載硅氧負極電池，一方面進一步提升了電池的能量密度，使得5000mAh大電池能夠放入8.4mm厚度的機身內(nèi)；另一方面搭配MTW20多極耳技術(shù)提升快充性能，支持67W電荷泵高壓直充。從中可以看出，手機廠商開始在高端機型上試水硅基負極，以提升能量密度，且硅氧負極實際應(yīng)用的綜合表現(xiàn)好于硅碳負極。電動工具高容量高倍率趨勢加快硅基負極應(yīng)用。電動工具需具備大電流放電的能力，而輕量化對電動工具電池的能量密度提出了更高的要求，因此兼顧高容量與高倍率是電動工具電池發(fā)展的方向；同時圓柱封裝能夠較好地抑制膨脹，因此硅基負極搭配高鎳正極在電動工具電池尤其是3000mAh以上大容量電池方面得到更多應(yīng)用。未來隨著電池容量的增加，硅的摻混比例有望進一步提升。4680或?qū)⒊蔀楣杌摌O大規(guī)模應(yīng)用的拐點。特斯拉早在2017年便與松下合作將硅基負極應(yīng)用于Model3所使用的2170電池中，在傳統(tǒng)石墨負極材料中加入氧化亞硅，克容量增加到550mAh/g以上，電池單體能量密度達300wh/kg以上。在2020年電池日上，特斯拉表示自產(chǎn)4680電池仍將采用硅負極，通過原材料重新設(shè)計、高彈性材料、覆膜材料進行涂膜去實現(xiàn)和解決硅材料的膨脹性問題，能夠提升20%的續(xù)航里程并貢獻電池5%的降本。預(yù)計4680電池中硅的摻雜比例有望從5%提升至10%以上，有望加快硅基負極在動力電池中的滲透。硅基負極助力高端車型突破1000km續(xù)航瓶頸。除了特斯拉外，其他主機廠也開始將硅基負極應(yīng)用于旗下高端車型上，能量密度提升的同時續(xù)航取得突破。蔚來在2021年1月NIODay上發(fā)布150kWh固態(tài)電池，電池采用原位固化工藝的固液電解質(zhì)，并且使用無機預(yù)鋰化工藝的硅碳負極，配合納米級包覆工藝的超高鎳正極，可實現(xiàn)50%的能量密度提升，達到360Wh/kg；搭載該電池包的全系車型將獲得超長NEDC續(xù)航，其中ET7超1000km。廣汽于2021年11月發(fā)布AionLXPLUS，采用海綿硅負極電池技術(shù)，帶電量高達144.4KWh，續(xù)航1008km。上汽于21年4月發(fā)布的智己L7采用與寧德時代合作開發(fā)的“摻硅補鋰”電池，其電芯最高能量密度可達300Wh/kg，續(xù)航最大可超過1000km。3.2杉杉硅基產(chǎn)業(yè)化走在行業(yè)前列，技術(shù)、客戶、產(chǎn)能兼?zhèn)涔竟柩踟摌O材料進入主流客戶供應(yīng)鏈。公司已突破硅基負極材料前驅(qū)體批量化合成核心技術(shù)，22年將加快第二代硅氧負極材料的量產(chǎn)和應(yīng)用，加強產(chǎn)線設(shè)備的自主研發(fā)，爭取自主裝備實現(xiàn)率達到90%以上；同時，還將積極進行第三代硅氧材料（提升首效和能量密度）和新一代硅碳材料（采用新型工藝降低硅顆粒尺寸，降低膨脹、提升循環(huán)）的研發(fā)，并且將探索匹配硅材料的石墨技術(shù)，實現(xiàn)兼具高能量、快充和低膨脹的復(fù)合材料。公司硅氧負極在消費和電動工具領(lǐng)域已實現(xiàn)百噸級銷售，并進入全球優(yōu)質(zhì)電動工具生產(chǎn)商的供應(yīng)鏈，2022年有望實現(xiàn)千噸級銷售。在動力電池領(lǐng)域，公司硅基產(chǎn)品通過了全球優(yōu)質(zhì)動力客戶的產(chǎn)品認證，已實現(xiàn)裝車。公司硅基負極專利數(shù)量處于行業(yè)第一梯隊。杉杉在硅基負極材料專利布局方面較為領(lǐng)先。根據(jù)國家知識產(chǎn)權(quán)局數(shù)據(jù)，截至目前，杉杉科技擁有硅基負極材料相關(guān)專利超過40項，與貝特瑞處于同一水平。其他企業(yè)在硅基領(lǐng)域的相關(guān)專利布局情況為：璞泰來

14項、凱金能源11項、中科星城16項、翔豐華

29項等。公司硅基負極專利涵蓋納米硅、氧化亞硅、硅碳復(fù)合、硅預(yù)鋰化等多個技術(shù)路線，著眼于改進制造工藝、降低制造成本等方面，加速硅基負極的產(chǎn)業(yè)化進程。規(guī)劃4萬噸硅基產(chǎn)能，產(chǎn)業(yè)化進度行業(yè)領(lǐng)先。22年6月公司公告計劃投資50億元在寧波建設(shè)4萬噸硅基負極材料一體化項目。項目分兩期建設(shè)，一期項目規(guī)劃年產(chǎn)能1萬噸，預(yù)計22年底開工，建設(shè)周期12個月；二期項目規(guī)劃年產(chǎn)能3萬噸，預(yù)計24年底開工，建設(shè)周期12個月。公司成為繼貝特瑞之后第二家量產(chǎn)萬噸級以上硅基負極的主流企業(yè)，規(guī)?；a(chǎn)和應(yīng)用行業(yè)領(lǐng)先。從投資情況來看，公司硅基項目單萬噸投資額9.4億元，預(yù)計以純品為主，與貝特瑞處于同一水平，目前投資強度遠高于石墨負極，具備較高的資金壁壘；其他企業(yè)的硅基項目單位投資額較低，我們認為主要是以混品為主+石墨外購。從價格端來看，純品價格一般在20萬元以上，先發(fā)企業(yè)有望享受產(chǎn)品溢價。硅基負極的價格一般與產(chǎn)品中硅含量的占比有關(guān)，根據(jù)各家企業(yè)披露的數(shù)據(jù)，凱金能源硅純品價格在20-30萬元之間，混品價格在8萬元左右；貝特瑞新型負極均價在20-25萬元，預(yù)計以硅純品為主；石大勝華硅負極新建項目中預(yù)測投產(chǎn)后單價約7.3萬元