鋰電池負極材料行業(yè)現(xiàn)狀

鋰電池負極材料行業(yè)現(xiàn)狀中國負極材料行業(yè)競爭格局分析（一）石墨化產(chǎn)能分布石墨化是人造石墨的必備工序，由于雙限政策影響，國內(nèi)各地對屬于高能耗產(chǎn)業(yè)的石墨化項目嚴(yán)格限制，目前純石墨化廠商擴產(chǎn)項目較難通過地方政府能評及環(huán)評審批。負極廠商一體化產(chǎn)能項目由于更能促進地方就業(yè)和貢獻更多稅收，并屬于國家鼓勵的新能源產(chǎn)業(yè)，相對更容易拿到能評和環(huán)評審批。2021年我國石墨化產(chǎn)能合計98．1萬噸。（二）競爭格局2021年國內(nèi)負極材料產(chǎn)量達66萬噸，同比增長85%。負極龍頭貝特瑞市占率26%，同比增長3%，國內(nèi)負極CR3/CR5分別達56%/80%，同比下降2%/持平，龍頭廠商競爭格局較為穩(wěn)定，其中貝特瑞、中科星城和尚太科技擴產(chǎn)積極，市占率提升較為明顯。在人造石墨領(lǐng)域，璞泰來（江西紫宸）和杉杉股份是雙龍頭，2021年在國內(nèi)的市場份額均超過15%，凱金能源、貝特瑞、中科電氣、尚太科技等緊隨其后。2021年貝特瑞在天然石墨領(lǐng)域一家獨大，市場份額超過60%，翔豐華、江西正拓與中科電氣分別占比17%、2%與2%，其他企業(yè)占比15%。（三）性能對比從我國主要負極廠家人造石墨產(chǎn)品性能對比來看，多年來璞泰來主流產(chǎn)品均應(yīng)用在高容量、高壓實密度、低膨脹和長循環(huán)的高端電池。璞泰來人造石墨產(chǎn)品首次容量可達352-360mAh/g，首周效率92-96%，壓實密度最高可達2．25g/cm3，適用于消費、動力、儲能領(lǐng)域，產(chǎn)品各項指標(biāo)性能明顯優(yōu)于其他企業(yè)產(chǎn)品。鋰電池負極材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上下游情況鋰電池主要由正極、負極、電解液和隔膜組成，其中負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。目前鋰電池負極材料主要以人造石墨和天然石墨為主，硅碳負極作為能量密度更高的材料是行業(yè)未來重要的發(fā)展方向。鋰電池負極材料行業(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)域有動力電池、3C數(shù)碼等消費電池和儲能電池，其中動力電池和消費電池占據(jù)主流，儲能電池的占比較低。近年來，在全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)爆發(fā)式增長的帶動下，動力電池需求迅速增長，成為鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈的重要增長極；傳統(tǒng)3C數(shù)碼市場已步入成熟階段，市場對于消費電池的需求逐漸趨于穩(wěn)定，未來的潛在增長點主要是智能家庭設(shè)備、可穿戴設(shè)備、5G設(shè)備等；儲能電池則是鋰電池未來重要的藍海領(lǐng)域，儲能行業(yè)的巨大發(fā)展?jié)摿τ型麨殇囯姵貛砭薮笫袌鲂枨蟆Ｈ嗽焓鹘堑匚浑y撼動，硅基負極粉墨登場（一）石墨類負極性能優(yōu)化進行時石墨類負極各有優(yōu)勢，人造石墨更勝一籌。從克容量來看，天然石墨容量略高于人造石墨。天然石墨負極材料的理論容量為340-370mAh/g，人造石墨的負極材料的理論容量為310-360mAh/g。從循環(huán)性能來看，人造石墨循環(huán)性能好于天然石墨。根據(jù)貝特瑞的數(shù)據(jù)，天然石墨（GSN產(chǎn)品）的循環(huán)周數(shù)為500周左右；人造石墨（AGP-2L-P）循環(huán)周數(shù)可達6000周。主要原因為天然石墨的顆粒大小不一致，表面缺陷較多，因此容易與電解液反應(yīng)從而導(dǎo)致循環(huán)性能下降。從膨脹率角度來看，天然石墨膨脹率高于人造石墨。主要原因為鱗片石墨的結(jié)晶度較高，片層結(jié)構(gòu)單元化大，具有明顯的各向異性。因此，鋰嵌入和脫嵌過程中體積產(chǎn)生較大的變化。制造成本以及售價來看，人造石墨的成本以及售價高于天然石墨。主要是由于其生產(chǎn)工藝導(dǎo)致。根據(jù)鑫欏鋰電的統(tǒng)計（2022年9月23日），天然石墨負極（高端）均價約為6．1萬元/噸，人造石墨負極（高端）約為6．80萬元/噸。天然石墨與人造石墨的組合穩(wěn)固了石墨類負極在負極材料中的地位。根據(jù)下游應(yīng)用的不同需求，石墨類負極產(chǎn)品具有多樣性。1）天然石墨與人造石墨混合，提高負極材料克容量、降低產(chǎn)品成本。天然石墨具有可容量高以及成本較低的優(yōu)勢，人造石墨中混合天然石墨一定程度上可以提高負極材料的容量，生產(chǎn)更具性價比的產(chǎn)品。由于天然石墨為輔助材料，因此人造石墨將會克制天然石墨膨脹率高的問題；2）針狀焦與石油焦區(qū)分高低端人造石墨產(chǎn)品。由于針狀焦原材料要求較高，石墨化性能高于石油焦，因此是高端人造石墨的主要原材料。（二）硅基負極接棒石墨類負極石墨類負極容量接近理論上限，硅基負極成為下一代負極材料主力軍。新能源汽車高速發(fā)展加速高能量密度電池發(fā)展進程，硅基負極成為下一代負極材料的首選。從克容量來看，硅基負極擁有絕對優(yōu)勢。石墨負極理論克容量為372mAh/g，硅基負極理論克容量可高達4200mAh/g。從膨脹率來看，硅基負極材料膨脹率極高。根據(jù)數(shù)據(jù)，硅基負極膨脹率高達300%。從循環(huán)性能看，硅基負極循環(huán)壽命遠低于石墨類負極。目前硅基負極循環(huán)壽命為300-500次。主要原因為，硅基負極膨脹率較高，充放電過程中的膨脹會導(dǎo)致硅基負極材料的粉末化，從而影響電池的使用壽命。從制造成本來看，當(dāng)前硅基負極材料成本遠高于石墨類負極材料。根據(jù)隆眾資訊預(yù)測，2022-2023年貝特瑞的硅基負極和硅氧負極單位盈利均為6．5萬元/噸和6．3萬元/噸。根據(jù)鑫欏鋰電數(shù)據(jù)統(tǒng)計，截至2022年8月30日，天然石墨（高端）和人造石墨（高端）的售價分別為6．1萬元/噸和7．1萬元/噸。從硅基負極類型來看，硅碳負極與硅氧負極或?qū)⒊蔀楣杌摌O主流技術(shù)。目前硅基負極的技術(shù)路徑有三種，分別為硅氧負極材料、硅碳負極材料、硅基合金負極材料。1）硅氧負極材料：Li2O基質(zhì)環(huán)繞在LixSi核周圍可充當(dāng)著鋰離子的快速擴散通道，因此嵌鋰時SiOx富含的Li2O基質(zhì)能夠使其在循環(huán)和倍率性能方面最優(yōu)化；LixSi核周圍的Li2O和Li4SiO4基質(zhì)還可以有效的緩沖體積膨脹。2）硅碳復(fù)合材料：將碳材料包覆在硅材料外層，形成硅碳復(fù)合材料。從結(jié)構(gòu)上來看，包覆結(jié)構(gòu)改善材料的循環(huán)穩(wěn)定性。碳材料的包覆能夠提高負極材料的導(dǎo)電性能，并且碳材料表面會形成SEI膜，能夠抑制電解液對于負極材料的侵蝕，從而提高負極材料的循環(huán)性能。負極材料簡介（一）負極材料：鋰離子電池四大主材之一負極材料是鋰離子電池的重要原材料之一。負極材料對于鋰離子電池的能量密度、循環(huán)性能、充放電倍率以及低溫放電性能具有影響較大的影響。從鋰電池工作原理來看：在充電過程中，鋰離子從正極材料中分離，經(jīng)過電解液嵌入至負極材料中。與此同時，電子由負極材料運動至正極材料。由于負極材料具有較多的微孔，因此到達負極的鋰離子將嵌入至微孔中，鋰離子可嵌入負極材料的數(shù)量越多，電池的充電容量越高。在放電過程中，鋰離子從負極材料中脫離，經(jīng)過電解液嵌入至正極材料。負極的鋰離子此時，嵌入至正極材料的鋰離子數(shù)量越多，電池的放電容量越高。負極材料在鋰離子電池成本中占比小于15%。鋰離子電池四大主材為正極材料、負極材料、電解液、隔膜，其成本占比分別約為40%、15%、15%、30%。（二）負極材料種類眾多，人造石墨性能突出鋰電池負極材料主要分為碳材料和非碳材料。碳材料包括：石墨類、石墨烯、無序碳。目前鋰離子電池中應(yīng)用較多的是石墨類負極材料，比如人造石墨、天然石墨。非碳材料中主要包括：硅基負極材料、鈦酸鋰負極材料等。硅基負極材料中可以分為SiO負極材料、硅碳負極材料、硅基合金負極材料。鋰電池負極材料行業(yè)發(fā)展趨勢（一）鋰電池負極材料行業(yè)為應(yīng)對石墨化產(chǎn)能限制，頭部企業(yè)紛紛進行一體化生產(chǎn)基地建設(shè)為應(yīng)對下游高增的需求以及原材料、石墨化價格上漲的壓力，負極材料頭部企業(yè)普遍選擇打造負極一體化項目，對于石墨化加工、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，貝特瑞、璞泰來、杉杉股份、凱金能源等頭部企業(yè)紛紛開始建設(shè)產(chǎn)能在20萬噸以上的大規(guī)模一體化項目。（二）規(guī)模效益及成本控制能力將成為鋰電池負極材料行業(yè)競爭重點動力電池是目前負極材料市場的主要增長點，下游車企在激烈的市場競爭及補貼退坡的背景下，將更加注重原材料的價格水平，具備良好的規(guī)模效益及成本控制能力的負極材料企業(yè)，有望取得更高的市場份額，從而擠壓小型企業(yè)的市場空間，淘汰市場落后產(chǎn)能，促進行業(yè)集中度的提升，穩(wěn)固市場競爭格局。（三）硅基負極是下一代負極材料的主要發(fā)展趨勢目前市場上高端石墨負極材料的能量密度已接近石墨材料的理論上限，難以滿足市場對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，同時還具有脫鋰電位低、環(huán)境友好、資源豐富等優(yōu)點，是當(dāng)前產(chǎn)業(yè)化前景較好的下一代鋰電池負極材料，奔馳、特斯拉、蔚來等多家車企已明確選擇硅基負極作為未來高端應(yīng)用場景、高續(xù)航里程的解決方案。近年來，硅基負極出貨量已取得迅速增長，但市場滲透率仍然較低。據(jù)統(tǒng)計2021年我國硅基負極出貨量1．1萬噸，同比增長83．3%，占當(dāng)年負極材料出貨量的1．5%。影響鋰電池負極材料行業(yè)發(fā)展的有利因素（一）鋰電池負極材料行業(yè)國內(nèi)外行業(yè)發(fā)展環(huán)境優(yōu)渥，各國政策鼓勵支持面對日益緊迫的節(jié)能減排與環(huán)保壓力，世界各國都在積極推廣使用環(huán)保節(jié)能的能源方案，通過大力發(fā)展電動汽車替代傳統(tǒng)燃油汽車，成為節(jié)能減排的有效方式。近年來，全球主要工業(yè)國和地區(qū)陸續(xù)出臺了大量節(jié)能減排方案，如英國計劃到2035年停止銷售新的汽油、柴油轎車和廂式貨車，甚至包括混合動力汽車，比原計劃提前5年，并將制定2050年凈零排放目標(biāo)；法國將在2040年全面禁售燃油車；德國將在2030年后禁售傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車；荷蘭和挪威將在2025年禁售燃油車；印度將在2030年全面禁售燃油車。這些政策表明世界各國正積極履行《巴黎氣候協(xié)議》的約定，加大對新能源汽車產(chǎn)業(yè)的扶持力度，為國內(nèi)的鋰離子電池負極材料企業(yè)提供了廣闊的出口市場空間。我國高度重視應(yīng)對氣候變化工作，積極主動承擔(dān)國際責(zé)任，提出了應(yīng)對氣候變化的方案。我國承諾在2030年前實現(xiàn)碳排放達峰、2060年前努力實現(xiàn)碳中和的兩步走應(yīng)對氣候變化戰(zhàn)略透露出綠色低碳將是十四五時期經(jīng)濟社會發(fā)展的重要目標(biāo)之一，加上2020年11月《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021—2035年）》的出臺，為鋰離子電池負極材料產(chǎn)業(yè)未來的長期、健康發(fā)展創(chuàng)造了良好的政策環(huán)境。（二）鋰電池負極材料行業(yè)下游鋰電池行業(yè)產(chǎn)能持續(xù)提升，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展面對新能源汽車較