一、負極材料分類
在鋰電池四大材料中,負極材料技術(shù)是最成熟的,石墨系負極材料為當(dāng)前主流。天然石墨負極材料是采用天然鱗片晶質(zhì)石墨,經(jīng)過粉碎、球化、分級、純化、表面等工序處理制的,其高結(jié)晶度是天然形成的。由于天然鱗片晶質(zhì)石墨表面活性點較高,不能直接作為負極材料使用,需要進行表面改性處理。人造石墨負極材料是將石油焦、針狀焦、瀝青焦等在一定溫度下煅燒,再經(jīng)粉碎、分級、高溫石墨化制成,其高結(jié)晶度是通過高溫石墨化形成的。
負極材料分類

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二、中國負極材料行業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀分析
從我國近幾年我國負極材料出貨量來看,2016-2020年我國負極材料出貨量逐年增長,截至2020年負極材料出貨36.5萬噸,同比增長37.74%。其中,2020年我國人造石墨出貨量為30.7萬噸,同比增長47.6%。

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由于石墨具備電子電導(dǎo)率高、高比容量、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、成本低等優(yōu)勢,成為目前應(yīng)用最廣泛、技術(shù)最成熟的負極材料,是負極行業(yè)絕對主流路線。據(jù)統(tǒng)計,截至2020年人造石墨出貨量占比負極材料出貨量比重為84%,同比2019年提升5個百分點。

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相關(guān)報告:華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2021-2026年中國負極材料行業(yè)投資分析及發(fā)展戰(zhàn)略研究咨詢報告》
三、中國負極材料行業(yè)競爭格局分析
負極材料集中度較高,2020年國內(nèi)負極材料CR5占比78%。貝特瑞、杉杉、江西紫宸為中國傳統(tǒng)負極三強,也是全球負極材料行業(yè)的佼佼者;東莞凱金近年來出貨量快速提升,主要受益于寧德時代動力電池裝機量的增長,已開始躋身一線負極廠商的行列。中科星城、翔豐華、江西正拓等企業(yè)處于二線梯隊,近年來也開始逐步向全球一線電池廠供貨。
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2020年貝特瑞、江西紫宸、杉杉、中科星城與翔豐華的負極材料銷量分別達7.5、6.3、5.9、2.4與1.5萬噸,同比分別增長28%、38%、24%、35%與-11%。
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從盈利能力看,負極上市公司毛利率介于25%~40%之間,各家企業(yè)毛利率呈現(xiàn)收斂的趨勢。20年紫宸負極毛利率提升4.1個百分點至31%,杉杉負極毛利率增加1.9個百分點至27.7%,主要系兩家企業(yè)的石墨化產(chǎn)能釋放帶動石墨化自給率提升;中科星城減少4.3個百分點至34.7%,貝特瑞減少2.3個百分點至36.8%。21年焦類和石墨化價格或?qū)⑻幱诟呶?,企業(yè)毛利率將繼續(xù)承壓,提升石墨化自供率有望獲得額外的降本空間。20年負極龍頭現(xiàn)金流繼續(xù)增加,經(jīng)營持續(xù)向好。
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據(jù)統(tǒng)計,杉杉股份2019年在郴州、內(nèi)蒙古新增4萬噸石墨化產(chǎn)能,貝特瑞2019年在山西新增3萬噸產(chǎn)能,凱金新能源2019年在內(nèi)蒙古新增1萬噸產(chǎn)能。為保證中科星城負極材料石墨化產(chǎn)能的供應(yīng),減少第三方石墨化代工成本影響,2018年收購石墨化加工企業(yè)格瑞特100%股權(quán),覆蓋上游石墨化加工產(chǎn)業(yè),具備1萬噸石墨化產(chǎn)能。2019年11月完成非公開項目新增1萬噸石墨化產(chǎn)能。

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近兩年來,國內(nèi)中高端負極材料供給嚴重不足,特別是中高端人造石墨負極材料。為滿足下游中高端動力鋰電的市場需求,跟上下游頭部動力鋰電廠商的產(chǎn)能擴張步伐,主流負極材料廠商紛紛擴建產(chǎn)能。據(jù)統(tǒng)計,負極材料企業(yè)未來1-2年內(nèi)擴建負極材料產(chǎn)能約28.6萬噸,具體情況為:
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四、人造石墨生產(chǎn)工藝
極工藝的核心環(huán)節(jié)在于造粒和石墨化,同時也是產(chǎn)品的主要壁壘。各家制備工藝有所差異,不同工藝需要在負極的倍率性能、循環(huán)壽命、首次效率與壓實密度等維度權(quán)衡取舍。如在造粒環(huán)節(jié),顆粒越小,倍率性能和循環(huán)壽命越好,但首次效率和壓實密度(影響體積能量密度和比容量)越差,反之亦然,而合理的粒度分布(將大顆粒和小顆?;旌希蠖喂ば颍┛梢蕴岣哓摌O的比容量;顆粒的形貌對倍率、低溫性能等也有比較大的影響。因此各家不同工藝上的選擇存在差異,既區(qū)分出中高端產(chǎn)品的差別,也滿足下游廠商應(yīng)用在不同場景電池的要求,同時對于電池性能的影響較大,也使得下游客戶的驗證周期較長。
石墨化的壁壘在于石墨化加工中無固定升溫方式,需要根據(jù)原材料產(chǎn)地、特性決定加工曲線送電圖,對產(chǎn)品良率與成本控制有較大影響;工藝差距核心關(guān)鍵有原材料揮發(fā)酚與溫度,最終影響電池容量與產(chǎn)品質(zhì)量。
人造石墨四大工序
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五、負極材料行業(yè)發(fā)展趨勢
1、人造石墨成為主要增長點之一
未來幾年,新能源汽車市場在政策的支持下將保持著高速增長的態(tài)勢,人造石墨也將受動力鋰電需求的拉動,保持著較高的增長速度,將成為負極材料未來主要增長點之一。
2、低端重復(fù)產(chǎn)能將被淘汰
未來負極材料企業(yè)產(chǎn)品類型將很大一部分轉(zhuǎn)向動力市場,而主流企業(yè)憑借規(guī)模效應(yīng)和技術(shù)優(yōu)勢,其市場份額將進一步加大,擠壓了小企業(yè)的市場空間,定位于中低端領(lǐng)域的企業(yè)和缺乏核心技術(shù)的企業(yè)將面臨被并購或者倒閉的風(fēng)險。
3、硅碳負極產(chǎn)業(yè)化進程加速
未來隨著動力電池能量密度要求的提高,硅碳負極搭配高鎳三元材料的體系成為發(fā)展趨勢。未來兩年,隨著高鎳三元材料NCM811、NCA及其他配套材料的技術(shù)逐漸成熟,硅碳負極的產(chǎn)業(yè)化即將到來。
4、負極材料面臨降成本壓力,天然石墨負極材料更具有成本競爭優(yōu)勢
隨著新能源汽車補貼退坡,動力鋰電供應(yīng)商面臨下游車廠要求進一步降價的壓力,天然石墨負極材料因原料價格優(yōu)勢與磷酸鐵鋰正極材料搭配將更多地應(yīng)用到增程式電動車的動力鋰電池上。另外,隨著電力系統(tǒng)的規(guī)模儲能廣泛應(yīng)用,天然石墨負極材料和磷酸鐵鋰正極材料搭配的鋰電池因較高的性價比優(yōu)勢也將會得到更為廣泛的應(yīng)用。