一、鋰電池負極材料概述

1.1負極材料簡介

負極材料是鋰離子電池四大核心材料之一。鋰電池負極主要由負極活性物質碳材料或非碳材料、粘合劑和添加劑混合制成，涂抹于銅箔的兩側，后經干燥、滾壓等工序加工完成。在鋰電池充放電過程中，受電極電壓作用，正極中的鋰離子發生“嵌入”和“脫嵌”電化學反應，負極作為載體負責儲存并釋放鋰離子并使電流從外電路通過。根據鋰電池類型和應用場景的不同，在負極材料選擇和成本上也存在差異。平均來看，負極材料占鋰電池制造成本的10%～15%不等。

1.2負極材料分類：人造石墨為主，天然石墨為輔，硅基是未來發展方向

鋰電池負極主要分為碳材料和非碳材料兩大類。人造石墨（市占率達到84%）和天然石墨是目前主流負極材料。其中人造石墨市占率逐年提高，從61%提升至84%，而天然石墨市占率逐年萎縮，從29.6%下降至14%。，復合石墨與中間相碳微球經過摻雜改性和化合物處理加工制成；由于天然石墨和人造石墨克容量已應用至材料理論極限，因此以硅基負極為主的高容量新型負極材料正成為主要的研究和發展方向，硅基負極在2021年占比為1.5%。

1.3負極材料核心參數指標

負極材料對鋰電池的容量、能量密度、充電效率、循環壽命、安全性等核心指標均產生直接影響。天然石墨和人造石墨成本較低、生產技術和配套設施完善、石墨類材料穩定性較高，占據負極市場主導地位。

負極克容量指每克負極活性物質所能釋放出的電量，這一指標決定了電池整體的比容量和能量密度。硅基負極理論比容量可達4200毫安時每克，使其成為高能量密度鋰電池負極材料的上佳之選。循環壽命和安全性是需求端關注的重要指標?？斐湫阅芎捅堵市阅苤饕镐囯x子快速從正極嵌入和脫嵌并不產生鋰離子沉積的能力。也決定了電池的充電速率和低溫下的性能表現。

1.4人造石墨

人造石墨材料具有高性價比。人造石墨具備首次效率高、使用壽命較長、結構穩定、成本低等優勢，經過多年發展，相關技術和配套工藝已經成熟，成為目前應用廣泛、技術成熟的負極材料，是負極行業目前的主流路線。不足之處在于能量密度低，加工性能較差。目前大部分動力電池和中高端消費電池，均選用人造石墨負極材料。與天然石墨相比，人造石墨具有比容量接近、循環壽命高、倍率性能優、純度高、灰分少、高溫性能良好、導熱系 數高、熱膨脹系數低等特點，因而是中國鋰電池主要采用的負極材料，

人造石墨由焦煤和瀝等原料通過破碎、造粒、石墨化和篩分四大環節制成。其中石墨化環節占據了40%的成本，其占比較大,石墨化是將碳原子由熱力學上不穩定的“二維無需重疊”排列轉化為“三維有序重疊”排列，可提升產品的熱、電傳導性，化學穩定性等。

石墨化配套日益重要，“一體化”成負極企業布局重點。隨著負極產能的擴大和石墨化加工費用的快速上漲，負極廠商紛紛加大石墨化配套力度。

人造石墨的上游原料主要是焦類(煤系針狀煤、石油系針狀焦、石油焦）和瀝青，焦類價格差異大，也是成本控制的重要環節。一般而言，針狀焦用于能量密度較高的負極材料；石油焦因其價格較低多用于中低端負極材料。目前我國針狀焦以煤系針狀焦為主，油系針狀焦依賴于從日本水島公司和英國HSP公司進口。目前油系和煤系針狀焦價格均漲至每噸11000元以上，石油焦漲至每噸4800元以上，預計后續受益于下游需求增長的帶動，原料焦類價格仍有上行趨勢。

受上游原材料價格上漲、能耗雙控政策、石墨化產能限制等因素影響，自2021年一季度起天然石墨和人造石墨負極價格快速上行。低、中、高端天然石墨及人造石墨負極都經歷了不同程度的漲價，低端天然石墨負極材料價格從1.65萬元/噸上漲至2.70萬元/噸，增幅為63.64%；低端人造石墨價格從2.10萬元/噸攀升至4.00萬元/噸，漲幅高達90.48%。在下游應用領域，新能源動力電池、儲能電池和消費電池需求帶動下，電池企業對負極材料需求旺盛，下游有眾多廠商包括億緯鋰能、寧德時代、欣旺達、LG新能源等。

1.5硅基負極-下一代高能量密度負極材料

鋰電負極材料體系亟待突破。根據美國USABC提出的2025年電池發展目標，電動交通工具鋰電負極的比容量需達2000mAh/g，使用年限在15個日歷年以上，并滿足1000周次的循環要求。對此發展目標，當下的鋰離子電池體系，正極已從早期鈷、錳酸鋰升級為磷酸鐵鋰和三元材料，而負極材料體系，石墨的理論克容量為 372mAh/g，隨產業日趨成熟，目前高端石墨已接近理論容量，新的負極材料體系的開發迫在眉睫。因此現在各大負極龍頭開始布局硅基負極材料。其中貝特瑞的出貨量行業領先，第三代硅碳負極產品比容量1500mAh/g，目前正在建設 4 萬噸硅基負極產線；杉杉股份、硅寶科技等公司的相關材料也已實現小批量供貨。但是由于成本高等因素，目前硅基負極主要與石墨類負極混合使用，摻混比例在 10%以內。在應用端，松下、三星、寧德時代等電池廠已經部分采用貝特瑞或杉杉股份等相關產品。在車型方面，硅基負極在特斯拉汽車等部分車型的應用已經落地，硅基負極有望隨配套車型的放量實現較好銷量。

硅基負極材料處于商業化初期，技術還沒有成熟，在充放電過程中，硅和鋰會進行合金化反應，硅的體積會發生100%~300%的膨脹，這種不斷收縮膨脹會造成硅負極材料產生裂紋直至粉化，引起電池容量的快速衰減；其次，膨脹在電池內部會產生很大的應力，對極片形成擠壓，隨著多次循環，極片存在斷裂的風險。這種應力還可能造成電池內部孔隙率的降低，減少鋰離子移動通道，造成鋰金屬的析出，影響電池安全性。

根據硅基負極材料的痛點，各大廠商進行了技術優化路線。從材料端，硅材料納米化增加了硅的比表面積，緩沖材料體積膨脹產生的壓力，從而維持充放電后活性材料的完整性；同時縮短鋰離子的擴散距離，提高離子遷移率，有利于提升倍率性能。從結構端：表面包覆、構筑空腔、合金化都有效的解決了硅體積膨脹的問題。硅基負極復合改性提升了硅的導電性并加強材料機械強度，維持結構穩定，從而增強循環穩定性。

二、市場格局與未來展望

2.1：行業快速發展，負極材料出貨量高速增長

全球新能源汽車產量大幅增長，空間進一步打開，將帶動負極材料的需求量。2021年全球新能源汽車產量達到625萬輛，同比大幅度增長112%。展望2022年，國內和歐洲市場繼續推進，美國市場放量，預計2022年全球新能源汽車銷量將超過1000萬輛。2025 年有望超過2400萬輛。

我國負極材料出貨量由2014年的5.2萬噸快速增長至2020年的36.5萬噸，CAGR高達38.37%；市場規模方面，負極材料市場規模由2014年的24.1億元快速增長至2020年的164.25億元，增速迅猛。隨著各國新能源汽車政策加碼，節能減排期限接近，新能源汽車滲透率快速提升，預計2021年負極材料出貨量將保持高速增長。產能擴張持續加碼，頭部八家公司產能規劃約 260 萬噸。在全球動力電池出貨高增和大規模擴產的背景下，負極材料廠商紛紛宣布產能規劃，截至 2022 年 4 月的統計，排前梯隊的貝特瑞、璞泰來、杉杉股份的規劃產能較高，分別為 78、35、68 萬噸；行業頭部的八家公司合計產能規劃已達到 260 萬噸（含現有產能），是 2021 年全球出貨量的 2.5倍以上。若考慮其他廠商，鑫欏資訊統計，到 2024 年全球負極產能規劃超過 600 萬噸，隆眾資訊統計的數字約 644 萬噸。

2.2競爭格局

國內負極材料的主要供應商為貝特瑞、寧波杉杉、江西紫宸、凱金能源等，其中貝特瑞產品結構以天然石墨為主人造石墨為輔；江西紫宸（璞泰來）、凱金能源、寧波杉杉以人造石墨為主。2021年CR4為56%，行業集中度較高。

從價格端來看，璞泰來、貝特瑞偏高端，中科電氣、翔豐華、尚太偏中低端。

從客戶帶來看，貝特瑞客戶主要系海外高端動力、璞泰來主要系高端消費電子和海外高端動力，中科電氣系海外二線動力和國內一線動力，尚太、凱金 等主要依托寧德的增長。行業內主要公司均進入了主流鋰電池企業供應鏈中，與下游客戶建立了長期穩定的業務合作關系。其中，杉杉股份、璞泰來、凱金能源、中科電氣、翔豐華均進入了寧德時代的供應鏈，寧德時代作為鋰電池行業領軍企業，眾多負極材料廠商有望共享發展紅利；貝特瑞也為三星、LG化學、比亞迪等鋰電池頭部企業供貨。

2020年，貝特瑞、杉杉股份、凱金能源能幾家主要的負極材料廠商產能合計49萬噸，2020年行業產量為36.5萬噸，產能充足。2021年，新能源汽車滲透率大幅提升，多家負極材料企業均大規模擴產，其中貝特瑞擴產27萬噸，杉杉股份擴產26萬噸，江西紫宸和凱金能源也擴產20萬噸，業內主要企業擴產計劃超100萬噸，充足的產能能夠滿足下游快速增長的需求。產品價格方面，中端天然石墨受需求下降影響，產品價格自2016年下降了20%，但總體來說價格較為穩定。中端人造石墨價格受需求上升影響，年內上漲10.67%，但預計未來產品價格不會出現大幅上漲情況。

從技術方面來講，傳統工藝在石墨負極材料的比容量性能逐漸趨于理論值，如石墨的理論克容量為372mAh/g，目前部分廠家產品可以達到365mAh/g，基本達到極限值。而利用微波新型加熱方式的特性，負極材料在電池的容量、能量密度、充電效率、循環壽命、安全性等核心指標均會有較明顯的改善，因此，在技術差距不大的情況下，企業基本上賺的是制造利潤，行業更偏向制造業屬性。利潤提升來自于成本下降。隨著行業內公司產能不斷擴張，規?；獛沓杀鞠陆?，2020年行業內主要公司璞泰來、杉杉股份、貝特瑞、翔豐華、中科電氣單噸成本較2019年分別下降24.2%、26.6%、16.4%、40%、16.1%。單噸售價方面，由于不同公司產品結構不同（人工石墨與天然石墨銷量占比）、產品性能差異（低端、中端與高端負極材料銷量占比）、下游客戶結構不同（動力電池與消費電池），行業內公司產品均價差距較大，翔豐華2020年負極材料均價為2.86萬元/噸，而璞泰來由于有大量消費電池負極材料出貨，銷售均價為5.76萬元/噸，但總體來看銷售均價處于下滑階段，璞泰來、杉杉股份、貝特瑞、翔豐華、中科電氣單噸售價較2019年分別下降13.6%、20.2%、15.7%、27.9%、11.4%，單噸成本降幅高于單噸售價為公司帶來利潤提升。

三、投資分析

隨著全球新能源汽車滲透率不斷提升以及風光電站裝機快速增長帶來的儲能電池需求提升，負極材料需求快速增長，行業未來空間廣闊。磷酸鐵鋰電池重獲國內乘用車的青睞，將提升負極材料單位用量。規模效應、產業鏈一體化布局成為負極材料行業進一步擴大領先優勢、獲取超額收益的主要途徑。

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