鋰電池負(fù)極材料行業(yè)專題報(bào)告

鋰電池負(fù)極材料行業(yè)專題報(bào)告總論負(fù)極材料是鋰電池四大關(guān)鍵材料之一，約占整個(gè)鋰電池制造本錢8%左右，關(guān)鍵功用在于可逆地脫/嵌鋰離子，是由活性物質(zhì)、粘結(jié)劑和添加劑制成糊狀膠合劑后，涂抹在銅箔兩側(cè)，經(jīng)過枯燥、壓制而成。天然石墨雖然具備本錢和比容量的優(yōu)勢(shì)，但是人造石墨在循環(huán)性能、安80%以上。自然石墨市場(chǎng)份額高度集中，人造石墨市場(chǎng)仍較分散。主要由各負(fù)極廠商產(chǎn)品定位帶來價(jià)格以及市場(chǎng)的分層，從而造成格局相對(duì)分散且穩(wěn)定的局面。目前來看負(fù)極材料市場(chǎng)已形成三大四小格局，尚未走出確定龍頭，“三大”企業(yè)間無確定差距，“四小”市占相近，追趕“三大”意愿猛烈。人造石墨負(fù)極工藝簡單，石墨化生產(chǎn)閱歷極其關(guān)鍵。人造石墨生產(chǎn)流程分為預(yù)處理、造粒、石墨化、篩分等步驟。其中造粒和石墨化環(huán)節(jié)表達(dá)企業(yè)競(jìng)爭力。石墨化環(huán)節(jié)沒有標(biāo)準(zhǔn)工藝，由于爐型、原料、產(chǎn)品不同，導(dǎo)致升降溫工藝曲線不同，且上下層材料沒法實(shí)時(shí)監(jiān)控，時(shí)間周期長導(dǎo)致返工難，所以生產(chǎn)閱歷極其重要。石墨化是人造石墨生產(chǎn)制備的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，同時(shí)又是高能耗環(huán)節(jié)。石墨化本質(zhì)是使用高溫?zé)崽幚怼睭TT〕對(duì)原子重排及構(gòu)造轉(zhuǎn)變供給能量的過程，需要消耗大量能量，電費(fèi)在石墨化本錢中占比高達(dá)60%，而石墨55%，降低石墨化電耗是降本關(guān)鍵，因此國內(nèi)石墨化產(chǎn)能多分布于低電價(jià)地區(qū)內(nèi)蒙、四川等。工藝選擇是降本關(guān)鍵所在，箱式爐逐步應(yīng)用，連續(xù)化可能是將來革方向。從裝爐方式角度來看，目前的主流是坩堝法，工藝成熟但有耗電量大、環(huán)保不友好等缺點(diǎn)，各負(fù)極企業(yè)逐步改用箱式爐，箱式爐40%-50%耗電量，環(huán)保友好，但工藝較難，所以目前僅少數(shù)頭部企業(yè)具備穩(wěn)定生產(chǎn)力量。從工藝運(yùn)行方式來看，可分為間歇式和連續(xù)式，連續(xù)式并無特定的裝爐方式，是指在生產(chǎn)過程中無斷電環(huán)節(jié)，產(chǎn)品經(jīng)過一系列溫區(qū)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)石墨化，其優(yōu)勢(shì)是產(chǎn)品全都性高且大幅度降低耗電量，縮短生產(chǎn)周期，缺點(diǎn)在于石墨化程度低，目前主要應(yīng)用于低端動(dòng)力領(lǐng)域，量產(chǎn)技術(shù)還需突破。2023緊缺，石墨化價(jià)格攀升。2023702023881822/23111/15322/2379/10487.8/115.6在中性假設(shè)下，22/23-6.5/-8.4-18.1/-23.7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)極企業(yè)都在加快打造負(fù)極一體化工程，加速石墨化自供比例的提升。石墨化價(jià)格攀升及原材料價(jià)格上漲帶來的負(fù)面影響被企業(yè)不斷提升的自2125%有望升233611pct210.66/1.97/噸，用敏感性分析推測(cè)自供率的變化對(duì)石墨化加工費(fèi)的影響。我們可得隨著自供率上升帶來人造石墨本錢的下降使得毛利率漸漸上升，當(dāng)自供率每提25pct8pct在下游需求高增的背景下，能耗雙控政策導(dǎo)致供給端產(chǎn)能釋放速度20232023維持高位。格局：人造石墨是主流，三大四小競(jìng)爭劇烈人造石墨性能更優(yōu)，份額逐年提升負(fù)極材料是鋰電池四大關(guān)鍵材料之一，約占整個(gè)鋰電池制造本錢8%左右，關(guān)鍵功用在于可逆地脫/嵌鋰離子，是由活性物質(zhì)、粘結(jié)劑和添加劑制成糊狀膠合劑后，涂抹在銅箔兩側(cè)，經(jīng)過枯燥、壓制而成。其中，最重要的活性物質(zhì)可分為碳材料和非碳材料，碳材料可分為自然石墨和人造石墨兩種，是鋰離子電池主要負(fù)極材料，其中人造石墨又可分為中間相炭微球和石墨碳纖維兩類；非碳材料則有鈦基材料、錫基材料、氮化物、硅基材料等四類。人造石墨性能優(yōu)于自然石墨，多用于動(dòng)力電池。自然石墨雖然具備本錢和比容量的優(yōu)勢(shì)，但是人造石墨在循環(huán)性能、安全性能、充放電倍率表現(xiàn)更為優(yōu)秀，因此人造石墨廣泛應(yīng)用于大容量的車用動(dòng)力電池和中高端消費(fèi)鋰電，自然石墨主要用于小型鋰離子電池和一般用途的400-4000mAh/g，充放電倍率也較高，但其安全性和循環(huán)使用壽命不高，且本錢很高，在79%，雖較去年有所下調(diào)，但仍保持高位，202355.782.9%，86.6%，主要緣由系石墨化產(chǎn)能緊缺，價(jià)格高企，自然石墨混配人造石墨或成為負(fù)極廠商應(yīng)對(duì)供貨及本錢壓力短期內(nèi)較好的解決方案。人造石墨為市場(chǎng)主流，占比不斷提升。受益于下游能源車高景氣，負(fù)極材料出貨量不斷攀升，各種類型的負(fù)極材料占比也在動(dòng)態(tài)調(diào)整中，80%以上，自然202325202318%。負(fù)極三大四小，產(chǎn)品市場(chǎng)分層導(dǎo)致相對(duì)分散穩(wěn)定，人造石墨競(jìng)爭劇烈負(fù)極材料市場(chǎng)已形成三大四小格局。202370.586.6%，頭部公司憑借產(chǎn)品、客戶、產(chǎn)能和本錢等優(yōu)勢(shì)在行業(yè)進(jìn)展中占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位，其中“三大”貝特瑞占比24%、璞1515%，加上“四小”尚太科技、中科電氣、東莞凱金、翔豐華，CR788%。目前來看，負(fù)極環(huán)節(jié)尚未走出確定龍頭，“三大”企業(yè)間無確定差距，“四小”市占相近，追趕“三大”意愿猛烈。20232023CR356.254%，CR580.372.4%，CR1092%的水平。我們認(rèn)為其主要緣由是各負(fù)極廠商產(chǎn)品定位帶來價(jià)格以及市場(chǎng)的分層，從而格局相對(duì)分散且穩(wěn)定的局面。市場(chǎng)分層明顯，高端市場(chǎng)負(fù)極價(jià)格有優(yōu)勢(shì)。從石墨類型看，璞泰來、中科電氣、尚太科技專注人造石墨，貝特瑞和翔豐華主攻自然石墨，同時(shí)貝特瑞的人造石墨市場(chǎng)份額也位于前列。從銷售價(jià)格看，璞泰來、貝特瑞主要定位中高端市場(chǎng)，價(jià)格較高，尚太科技、東莞凱金、中科電氣、翔豐華則偏中低端市場(chǎng)，價(jià)格相對(duì)較低。從客戶來看，璞泰來主要占據(jù)高端消費(fèi)電子和動(dòng)力電池市場(chǎng)，海外占比高，客戶包括LG、ATL、三星、寧德時(shí)代；貝特瑞主要方向在海外高端動(dòng)力電池市場(chǎng)，客戶包括松下、三星、LG、SKI外動(dòng)力電池，比亞迪是其主要客戶；尚太科技、東莞凱金主要客戶來自寧德時(shí)代，翔豐華客戶主要來自LG。自然石墨市場(chǎng)份額高度集中，人造石墨市場(chǎng)仍較分散。202363%，行業(yè)其次翔1780%，屬于高度集中的行業(yè)；人造石墨市場(chǎng)份額較為分散，龍頭企業(yè)江西紫宸〔璞泰來〕20%、杉杉股份17143〔中科電氣〕10%-12%區(qū)間，競(jìng)爭劇烈。下游需求持續(xù)提升，負(fù)極廠商加速擴(kuò)產(chǎn)。依據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù)，202335013202350010002023樂觀布局一體化建設(shè)。工藝：流程簡單，石墨化本錢高，箱式爐主流化，連續(xù)石墨化或是革方向人造石墨工藝簡單，石墨化本錢占比高人造石墨工藝簡單，各家工藝路徑選擇不同。在人造石墨的加工制造過程中，從原料到最終成品，包含了十余個(gè)工序，整體流程較為簡單。歸納來說，整個(gè)制備流程可以大致可以分為四個(gè)步驟：預(yù)處理、造粒、石墨化、篩分包裝。造粒和石墨化是人造石墨制備的核心環(huán)節(jié)。預(yù)處理〔裂開〕和篩分環(huán)節(jié)工藝較為簡潔，各廠商間無明顯差異，負(fù)極的壁壘環(huán)節(jié)在造粒和石墨化。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(shí)密度越差，反之亦然，而合理的粒度分布可以提高負(fù)極的比容量。石墨化環(huán)節(jié)沒有標(biāo)準(zhǔn)工藝，由于爐型、原料、產(chǎn)品不同，導(dǎo)致升降溫工藝曲線不同，且上下層材料沒法實(shí)時(shí)監(jiān)控，時(shí)間周期長導(dǎo)致返工難，所以生產(chǎn)閱歷極其重要。石墨化是人造石墨生產(chǎn)制備的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，同時(shí)又是高能耗環(huán)節(jié)。石墨化是指是指非石墨質(zhì)炭經(jīng)高溫?zé)崽幚?，轉(zhuǎn)變成具有石墨三維規(guī)章有2023℃以上的。最初起源于碳素制品德業(yè)，是生產(chǎn)石墨電極的必備工序。石墨化作用是為了提高炭材料的熱、電傳導(dǎo)性，提高炭材料的抗熱震性和化學(xué)穩(wěn)定性，使炭材料具有潤滑性和抗磨性，提高炭材料純度。石墨化能耗高：使用高溫?zé)崽幚怼睭TT〕對(duì)原子重排及構(gòu)造轉(zhuǎn)變供給能量，這一過程需要消耗大量能量，電費(fèi)在石墨化本錢中占比高達(dá)6055%，降低石墨化電耗是降本關(guān)鍵。另外，由于石墨化工藝相對(duì)獨(dú)立、設(shè)備投資大、生產(chǎn)時(shí)間長，過去大局部廠商選擇外協(xié)生產(chǎn)，但是目前一體化是提升本錢競(jìng)爭力的手段，多數(shù)負(fù)極廠商均加大在低電價(jià)地區(qū)布局一體化產(chǎn)能投放，提升自供比率。石墨化工藝流程主要包括鋪爐底、砌爐芯、負(fù)極材料前驅(qū)體及保溫料體的裝爐、送電、冷卻、副產(chǎn)品石墨化焦的出爐、包裝。一個(gè)周期20-3040～100器，一臺(tái)變壓器會(huì)與幾臺(tái)爐子結(jié)合起，循環(huán)進(jìn)展生產(chǎn)，一臺(tái)通電、另外幾臺(tái)裝爐冷卻，以保證供電裝置連續(xù)運(yùn)行。石墨化本錢占比高，產(chǎn)能多分布于內(nèi)蒙。石墨化生產(chǎn)周期和建設(shè)周期都較長，一般生產(chǎn)周期需要一個(gè)月左右，建設(shè)周期則至少需要一年至兩年的時(shí)間，因此石墨化產(chǎn)能的釋放周期較長。石墨化加工費(fèi)用約55%，而電費(fèi)又在石墨化本錢中占比60%，因此降低石墨化電耗是降本關(guān)鍵。內(nèi)蒙古地區(qū)由于單位電價(jià)相對(duì)低廉，是中國石墨化產(chǎn)能的重要集聚地，約占全國總產(chǎn)能的47%，剩余產(chǎn)能分布在四川、山西、云南等地區(qū)。各地政府能耗掌握政策、環(huán)評(píng)壓力、頻繁限電及電費(fèi)上漲等緣由，使得石墨化產(chǎn)能釋放及擴(kuò)張均不及預(yù)期，企業(yè)開工率也受到肯定限制，導(dǎo)致石墨化消滅供需缺口，石墨化價(jià)格屢創(chuàng)高。箱式爐逐步替代坩堝爐，連續(xù)石墨化或是將來革方向石墨化工序按生產(chǎn)的連續(xù)性區(qū)分，可分為間歇式生產(chǎn)與連續(xù)式生產(chǎn)兩種。間歇石墨化是指石墨化過程中物料裝爐后不移動(dòng)，經(jīng)過升溫、石墨化、降溫等過程后斷電出爐，坩堝法和箱式法都是間歇式工藝。連續(xù)石墨化一般是指生產(chǎn)中沒有斷電的過程，石墨化的產(chǎn)品需要經(jīng)過一系列的溫區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)石墨化。目前工業(yè)石墨化爐都是電熱爐，市場(chǎng)上廣泛應(yīng)用的石墨化加工設(shè)備主要包括艾奇遜石墨化爐、內(nèi)熱串接石墨化爐、箱體式石墨化爐這三種間歇式石墨化爐。各家石墨化方式有差異，目前坩堝爐應(yīng)用最多。不同負(fù)極材料企業(yè)產(chǎn)品有性能、價(jià)格、原材料等方面的差異，因此設(shè)備選用也不盡一樣。尚太科技、凱金能源主要承受坩堝爐，璞泰來、杉杉股份、中科電氣則在坩堝爐和箱式爐都有應(yīng)用，山河智能主攻連續(xù)式，貝特瑞則對(duì)坩堝爐和連續(xù)式都有承受。箱式爐較坩堝爐性能更優(yōu)。坩堝爐工藝是將待加工的負(fù)極材料裝填進(jìn)一個(gè)個(gè)圓柱形坩堝中，再放入窖爐，在爐中間的空隙添加石油焦，坩堝法工藝難度較低，技術(shù)路線較為成熟，但缺點(diǎn)是能耗高，環(huán)保不友好；箱式爐是在坩堝爐的根底上進(jìn)展的改造，是將整個(gè)爐芯空間分成假設(shè)干個(gè)等容積腔室，負(fù)極材料直接放置于石墨板材所圍成的箱體空間中，對(duì)箱板的拼接精度要求比較高，裝料難度也隨之加大，但在單位裝爐量、單位耗電量和環(huán)保等方面有較大優(yōu)勢(shì)。箱式爐逐步替代坩堝爐。由于箱式爐工藝的技術(shù)壁壘較高，行業(yè)內(nèi)僅有少數(shù)企業(yè)把握并規(guī)?；貞?yīng)用。在頭部企業(yè)的布局和引領(lǐng)下，箱式爐裝爐方式正不斷替代傳統(tǒng)坩堝爐，滲透率不斷提升。璞泰來是更7030%選用坩堝爐，其兩大生產(chǎn)基地山東興豐和內(nèi)蒙古興豐在改為箱式爐和坩堝爐混用方式19800/年，內(nèi)蒙興豐最大產(chǎn)能61600/37.5%和25%，生產(chǎn)效率得到進(jìn)一步提升。連續(xù)石墨化具有能耗、效率、本錢等優(yōu)勢(shì)，或是將來革方向。連續(xù)石墨化承受電阻或感應(yīng)加熱，可實(shí)現(xiàn)高溫下連續(xù)式進(jìn)料和出料。主要優(yōu)勢(shì)在于，第一，工序簡潔、生產(chǎn)周期短。將裝爐、通電、冷卻、卸出等多道工序一體化，實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，自動(dòng)化程度高，縮短生產(chǎn)周期，人工削減；其次，熱量利用率高，降低能耗。承受的爐型構(gòu)造和快速冷卻裝置，加快排料和冷卻速度，在連續(xù)生產(chǎn)的狀態(tài)下不存在間歇式的爐體蓄熱損失，熱量利用率提高。第三，污染物少，環(huán)境友好。簡化了生產(chǎn)工序，且設(shè)置了排硫孔和排煙孔，避開污染物直接排放。但是，連續(xù)石墨化的問題在于，加熱溫度要低于坩堝爐和廂式爐，導(dǎo)致石墨化程度低，目前主要應(yīng)用于低端動(dòng)力領(lǐng)域，量產(chǎn)技術(shù)還需突破。供需：石墨化供給缺口仍在，一體化路線提升競(jìng)爭優(yōu)勢(shì)石墨化供需敏感性分析石墨化供給緊急價(jià)格攀升，人造石墨同步漲價(jià)。從石墨化價(jià)格看，21攀升，20231.3-1.5/噸，202382萬元/噸，20232.5/噸。同時(shí)終端負(fù)極價(jià)格，214.2/125/噸。石墨化供給端：20238122023年上半年各地區(qū)能耗雙控目標(biāo)完成狀況晴雨表，在能源消費(fèi)總量掌握區(qū)〕為一級(jí)預(yù)警〔形勢(shì)格外嚴(yán)峻〕，5〔區(qū)〕為二級(jí)預(yù)警〔形勢(shì)比較嚴(yán)峻〕，地方開頭消滅限電限產(chǎn)導(dǎo)向。9月16日，國家進(jìn)展改革委印發(fā)了完善能源消費(fèi)強(qiáng)度和總量雙掌握度方案，提出嚴(yán)格制定各省能源雙控指標(biāo)，國家層面預(yù)留肯定指標(biāo)；推行用能指標(biāo)市場(chǎng)化交易；以及完善治理考核制度等，各地高能耗產(chǎn)能收到的影響加劇。全球范圍，202370202388182223111153的不同開工率進(jìn)展場(chǎng)景分析測(cè)算。60%；中性假7080222370/9281/10793/122石墨化需求端：動(dòng)力、儲(chǔ)能和消費(fèi)電池需求的快速增長帶來負(fù)極及石墨化需求高增，依據(jù)負(fù)極材料需求與出貨量比照，我們得到其存在1.3-1.580%左右，由此我們測(cè)算出22/2379/10490%左右，22/2387.8/115.6由此，在中性假設(shè)下，22236.5/-8.4別為-18.1/-23.7而能耗雙控政策導(dǎo)致開工率短時(shí)間內(nèi)難以提升，另一方面，為應(yīng)對(duì)下游高增的需求，各企業(yè)加快石墨化產(chǎn)能建設(shè)，但能評(píng)審批難度加大影響工程的建設(shè)和投產(chǎn)進(jìn)度，我們認(rèn)為將來兩年石墨化產(chǎn)能仍舊存在硬性缺口可能性。25pct8pct在人造石墨負(fù)極材料生產(chǎn)過程中，由于石墨化與前后端工序相較獨(dú)立，且石墨化工序固定資產(chǎn)投資大、耗時(shí)長，因此行業(yè)內(nèi)較多承受委外加工的方式。伴隨能耗雙控政策的出臺(tái)，電費(fèi)上漲，石墨化加工費(fèi)不斷上漲導(dǎo)致石墨化委外加工本錢逐步攀升。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)極企業(yè)都在加快打造負(fù)極一體化工程，加速石墨化自供比例的提升。石墨化價(jià)格攀升及原材料價(jià)格上漲帶來的負(fù)面影響被企業(yè)不斷提升的自供率抵消反轉(zhuǎn)，單噸利潤不降反升，20233621/22/231.97/2.5/2.65/噸〔21〕；自加工0.66/0.64/0.6/1.15/1.35/1.35/噸，4.42/5/5.3/噸；自供率我們選取頭部企業(yè)平均石墨化自供率：202355%、2023/202365%/75%。依據(jù)測(cè)算，隨著負(fù)極企業(yè)自供率的不斷提升，委外加工本錢帶來的負(fù)面影響2125%有望升至233611pct化運(yùn)營，負(fù)極企業(yè)單噸利潤將會(huì)有更大的提升空間。因此，人造石墨負(fù)極材料廠商建立石墨化加工配套產(chǎn)能，完善人造石墨負(fù)極材料產(chǎn)業(yè)鏈將成為趨勢(shì)。210.66/1.97/噸，用敏感性分析推測(cè)自供率的變化對(duì)石墨化加工費(fèi)的影響。我們可得隨著自供率上升帶來人造石墨本錢的下降使得毛利率漸漸上升，當(dāng)自供率每提25pct8pct重點(diǎn)公司分析璞泰來：石墨化自供率高，單噸盈利力量強(qiáng)產(chǎn)能持續(xù)擴(kuò)張，高自供率增加盈利空間。隨著公司內(nèi)蒙興豐年產(chǎn)512202316-1775%。加之四川紫2020232285%。隨著負(fù)極出貨量提升以及石墨化自供比率上升，疊加公司石墨化工藝處在行業(yè)領(lǐng)先水平，本錢掌握優(yōu)勢(shì)20231.1-1.2/噸左右。公司業(yè)務(wù)相互協(xié)同，一體化優(yōu)勢(shì)顯著。公司作為人造石墨行業(yè)龍頭企業(yè)，負(fù)極材料業(yè)務(wù)已形成從原料針狀焦的供給、前工序造粒、石墨化加工、碳化包覆到負(fù)極材料產(chǎn)成品的一體化負(fù)極材料產(chǎn)業(yè)鏈布局。公司涂覆隔膜業(yè)務(wù)掩蓋了基膜與涂覆材料的自產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了涂覆加工工藝與鋰電隔膜涂布設(shè)備業(yè)務(wù)的協(xié)同，更有利于對(duì)本錢的把控，提升生產(chǎn)效率。中科電氣：強(qiáng)勢(shì)擴(kuò)產(chǎn)，一體化布局邁向一線1-2格瑞特、四川集能材料和湖南