负极材料量价齐升降本增效或成企业胜负手

1、核心观点国内负极材料市场形成“四大三小”竞争格局，企业扩产加剧竞争。2021年，中国负极材料产量达81.59万吨，占全球总产量 比重高达92%。国内负极材料市场形成“四大三小”竞争格局，贝特瑞市占率进一步提高，达21%。负极材料行业的高景气 促使其他行业企业跨界入局新建产线，负极材料行业企业纷纷扩产，2021年Q1相关企业计划新增产能超270万吨，由于从建 厂到投产所需时间较长，短期内无法形成有效产能缓解石墨化供给紧缺局面。负极材料出货量攀升，人造石墨占据主导地位。受益于新能源汽车以及储能市场的快速发展，2021年负极材料电池出货量高 达72万吨，同比增长94.6%，6年CAGR达46%。其中

2、，人造石墨因循环性能、安全性能相对占优，市占率逐年提高，长年占 据主导地位，2021年市占率已达84%。而硅基负极2021年出货量仅有1.1万吨，暂未实现大规模商业化应用。在政策的大力 推动叠加下游市场旺盛需求下，未来人造石墨将长期占据主导地位。下游动力电池需求旺盛，储能电池有望成为第二增长极。随着全球持续践行碳中和目标，新能源汽车和储能市场需求将保持 高速增长，锂离子电池行业需求旺盛。2021年，全球锂离子电池出货量达562.4GWh，同比增长91%，中国锂离子电池出货 量达327GWh，同比增长129%。其中，伴随着全球汽车电动化，动力电池出货量迎来爆发式增长，出货量达226GWh，同比

3、增长183%。储能电池出货量达48GWh，6年CAGR达60.6%，在政策的大力推动下，有望成为锂离子电池行业第二增长极。降本增效为企业短期诉求，硅基负极为未来重点发展方向。短期来看，在疫情、能耗“双控”以及国际地缘政治风险下，2021 年下半年以来，作为人造石墨主要成本的针状焦等原材料以及石墨化加工环节，价格均大幅上涨。在此背景下，负极材料企 业纷纷加快一体化布局，平抑成本的同时保障供应链安全。长期来看，人造石墨的理论克容量为 372mAh/g，目前高端石墨 容量已接近理论容量。而硅基负极因其高理论容量的优点，能更好的满足市场对高能量密度电池的要求，但充放电过程中的 膨胀问题极为严重，需要通

4、过改性以及预锂化手段予以缓解，暂时无法大规模商业化，是未来的重点发展方向。目录1、负极材料以人造石墨为主，技术迭代是行业主旋律2、负极材料市场空间广阔，国内形成“四大三小”竞争格局3、上游原材料成本增加叠加下游需求强劲推动中游负极材料价格上升4、硅基负极为未来重点发展方向5、建议关注公司与风险提示负极是锂离子电池重要组成部分锂离子电池主要由正极、负极、隔膜、电解液、电池外壳组成。正极活性物质目前主要为三元和磷酸铁锂，负极活性物质 为石墨或近似石墨结构的碳硅材料等，电解液为溶解有六氟磷酸锂的碳酸酯类溶剂或凝胶状聚合物电解液，电池外壳分为 钢壳（方型很少使用）、铝壳、镀镍铁壳（圆柱电池使用）、铝塑

5、膜（软包装）、还有电池盖帽（正负极引出端）。锂离子电池的充放电过程，就是锂离子的嵌入和脱嵌过程。当对电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成，生成的锂 离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构，它有很多微孔，达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌 入的锂离子越多，充电容量越高。当对电池进行放电时（即我们使用电池的过程），嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运 动回正极。回正极的锂离子越多，放电容量越高。图表1：钴酸锂离子电池原理图图表2：LiCoO2/C 电池充放电原理反应类别反应原理充电电池反应LiCoO2+ C6Li1-xCo2O2+ LixC6充电正极反应LiCoO2Li1-xCo

6、2O2+xLi+xe-充电负极反应C6+xLi+ xe-LixC6放电电池反应Li1-xCo2O2+ LixC6LiCoO2+ C6放电正极反应Li1-xCo2O2+xLi+xe- LiCoO2放电负极反应LixC6C6+xLi+ xe-负极材料是锂离子电池储存锂的主体，使锂离子在充放电过程中嵌入与脱出。负极材料一般分为碳系负极和非碳系负极， 其中碳系负极可分为石墨、硬炭、软炭负极等。石墨又可分为人造石墨、天然石墨、复合石墨、中间相炭微球；非碳系负 极包括钛酸锂、锡类合金负极、硅基负极等。人造石墨为当前主流负极材料，硅基负极为未来发展方向。2000年之后，三菱化学主导研发改性天然石墨，2002

7、年贝特瑞 成功将其国产化；2005年，由日立成公司和JFE化学公司主导研发的人造石墨被上海杉杉成功国产化，人造石墨凭借较高 性价比成为了当下主流材料。目前人造石墨克容量已接近理论克容量，提升空间小。伴随着市场对更高克容量需求的增长，具有更高理论容量的硅基负极成为了负极材料未来的主要发展方向。负极材料目前以人造石墨为主流，硅基为未来发展方向图表3：锂电负极材料发展历程图表4：主要负极材料分类人造石墨具有高性价比，成为主要应用材料人造石墨材料具有高性价比。人造石墨具备首次效率高、使用寿命较长、结构稳定、成本低等优势，经过多年发展，相关 技术和配套工艺已经成熟，成为目前应用最广泛、技术最成熟的负极材

8、料，是负极行业目前的主流路线。负极材料以人造 石墨为主，占锂离子电池总成本的比例控制在10%左右，通常小于15%。其他部分如正极材料占比在40%以上，电解液为 10%20%，隔膜为20%30%。硅基负极材料理论容量高，成为负极材料未来发展方向。由于石墨类负极材料克容量已经接近理论克容量，提升空间小， 而硅基负极材料理论容量可高达4,000mAh/g，能够更好满足市场对更高比容量的需求，成为负极材料的主要研发方向之一，但由于相关的技术及配套技术不成熟，成本高，充放电体积变形等问题，市场化进程缓慢。图表5：核心指标及含义图表6：主要负极材料性能对比指标介绍克容量单位质量的活性物质所能够释放出的电量

9、首次效率首周脱锂容量与嵌锂容量的比值，石墨负极在首周嵌锂的 过程中电解液会发生分解，生成SEI膜，消耗的锂离子无 法在后续充电时回到锂片负极，使得首次效率小于100%。循环寿命膨胀和循环寿命是正相关的关系，膨胀指石墨嵌锂过程中 锂离子会嵌入石墨层间距里，导致层间距扩张、体积增大 这种膨胀部分是不可恢复的，会造成卷芯变形，SEI膜破 重组，消耗电解液，循环性能变差。倍率性是衡量电池充放电能力的指标，更高倍率性能意味着单位 时间能够释放/储存的能量更多。负极材料工艺流程多样人造石墨生产流程主要分为破碎、造粒、石墨化和筛分四大环节近十余个小工序。破碎是通过机械冲击、剪切及表面修饰, 最终达到粉料前驱

10、体定型和功能化的目标；造粒是将不同粒度的原辅材料加入反应釜中，在一定温度和搅拌速率下，使其 发生一次颗粒的团聚，复合成二次颗粒；石墨化是指通过高温热处理,完成材料晶格结构重排及规整化；最后的筛分主要包 括依次将高温处理后的结块石墨送至破碎机打散，再进入混合机进行常温搅拌混合，然后进入超声振动筛，筛除粒度过大 的颗粒物、杂物，最后把筛分后的合格产品石墨进入电除磁机中，将其中的磁性物质分离出来形成最终产品。各个企业在细分环节采取不同工艺流程，通过差异化构筑核心竞争力。在造粒流程末端中，凯金和翔丰华都会对原料进行 包覆处理；凯金还会在石墨化流程之后对原料进行表面改性剂的包覆及浸渍，以达到提高电池容量

11、、倍率性能和电池循环 性并抑制电池极片膨胀率等功能性目的。石墨颗粒形貌是影响负极材料性能的因素之一，负极企业凭借负极材料技术优势，进行针对化设计满足下游厂商的需求，建立长期合作关系，从而构筑在下游市场当中的竞争力。图表7：人造石墨的工艺流程破碎造粒石墨化筛分璞泰来进料检验预处理混料造粒石墨化炭化混料筛分除磁包装入库凯金进料检验破碎造粒表面改性石墨化炭化表面改性筛分除磁包装入库贝特瑞进料检验粉碎分级混合造粒石墨化混料筛分除磁包装入库 翔丰华进料检验粗碎精碎分级造粒表面改性石墨化表面改性筛分除磁包装入库石墨化成本占比较高，加工价格持续上涨负极材料生产成本以石墨化工序和针状焦等原材料为主，石墨化占高

12、端人造石墨成本比重高达47.9%。石墨化加工环节与针 状焦等原材料作为制备负极材料的关键工艺及原料，在人造石墨负极材料成本占比超85%，而制造费用和人工费用占比极 少。其中，石墨化工序若全部外协，成本可达负极材料整体成本的60%。因此，原材料的价格与加工费用的变化将极大的 影响负极材料的利润及价格。石墨化加工价格上涨显著。由于电价等优势，我国石墨化65%的产能分布于内蒙乌兰察布，但在已满负荷生产情况下，仍 无法缓解石墨化供给紧张的格局。在疫情、限电限产以及用电价格上涨的背景下，石墨化价格一路高涨，2021年下半年每 吨外协价格为1.8万元，2022年4月已达2.5万元，涨幅达38.9%。由于石

13、墨化建厂到投产的生产周期较长，我们预计石墨化 供给紧平衡状态将持续至2023年。图表8：石墨化加工价格（元/吨）图表9：高端人造石墨成本构成3000025000200001500010000500002021-012021-022021-032021-042021-052021-062021-072021-082021-092021-102021-112021-122022-012022-022022-032022-0447.90%25.20%15.10%石墨化针状焦石油焦制造费用沥青人工费用石墨化工艺技术迭代为主旋律传统坩埚炉法石墨化单位能耗高，降能耗为未来演进方向。石墨化为将粉体装入石墨坩

14、埚，由电阻的作用发热升温，使炭粉 在2500至3000度的温度下，经高温热处理而转变为人造石墨。目前传统石墨化坩埚炉加工工艺艾奇逊石墨化炉的本身能耗较 高， 只有30%的电能被用于制品石墨化。与传统坩埚炉法相比之下，箱式炉法和连续炉法工艺的单位电耗分别降低40-50%、60%。连续炉法工艺在单位面积上的日产出也更高，连续炉法单日产出是传统坩埚炉工艺的5-6倍。产出性能上，坩埚炉产 出最稳定可靠，但改进空间有限；箱式炉物料均匀性略差，未来仍需优化装炉工艺，提升均匀性；连续炉法加工高端石墨化 负极材料较为困难，石墨化度低，暂无法应用于高端市场。目前主体市场为艾奇逊法，未来箱式炉法和连续炉法有望成为

15、主流。目前箱式炉已经逐步在替代坩埚炉，连续法工艺也开始 突破，不过由于连续法加热温度相对较低，会导致产品比容量较低，其主打领域可能在中低端市场，在高端负极领域的应用 还需要技术进一步改进和提升。总体而言，箱式炉法已在逐步应用，而连续炉法为未来革新方向。头部负极企业已实现箱式炉量产。以杉杉股份为例，作为第一家开发出箱式炉石墨化的企业，其目前装量规模已达300吨， 单位耗能以及维修费用优势明显。图表10：三种石墨化工艺产出XRD测试结果图表11：不同石墨化工艺产出性能对比方法容量mAh/g首次效率%比表面积m/g石墨化度%艾奇逊法353.893.91.9296.38箱式炉法353.193.42.2

16、995.82连续炉法346.893.11.4093.73目录1、负极材料以人造石墨为主，技术迭代是行业主旋律2、负极材料市场空间广阔，国内形成“四大三小”竞争格局3、上游原材料成本增加叠加下游需求强劲推动中游负极材料价格上升4、硅基负极为未来重点发展方向5、建议关注公司与风险提示全球负极材料市场空间广阔，中国负极材料出货量攀升851011231501941007920%5010%15030%20040%00%2015201620172018201920202021E负极材料市场规模(亿元）同比7.4311.8514.8519.2527370%20%40%60%80%70605040302010

17、02021年全球负极材料市场规模预计超过200亿元。在碳中和目标的驱动下，世界各国政府纷纷加大新能源汽车的普及，推 动汽车电动化，新能源汽车销量持续增长，锂离子电池产量逐年增加，带动负极材料市场规模不断扩大。2015-2020年， 全球负极材料市场规模持续增长，5年复合增长率达19.76%。2020年全球负极材料市场规模高达193.9亿元，2021年预计 可达240亿元。中国负极材料出货量攀升，2021年同比增长高达94.6%。2015-2020年，中国负极材料出货量快速增长，从7.43万吨增长 到37万吨，5年复合增长率达37.9%。到2021年，由于下游动力电池、储能电池市场快速扩张带动锂

18、离子电池需求增加， 导致负极材料出货量骤增，达72万吨，同比增长高达94.6%。图表12：全球负极材料市场规模（亿元）及增速图表13：中国负极材料出货量（万吨）及增速250 240 50%8072 100%2015201620172018201920202021负极材料负极材料同比中国是负极材料主要产地，国内形成“四大三小”竞争格局中国是负极材料最主要产地。2021年，全球负极材料产量为88.27万吨，主要由中国、韩国和日本生产，其中中国产量高达81.59万吨，占比达92%，是负极材料最主要的产地。国内负极材料市场形成“四大三小”竞争格局。2020年，中国负极行业集中度较上年变化不大，前四大供

19、应商的市占率合计达 55%，前七大供应商市占率合计达71%，市场集中度较高，但并未出现单一企业占据绝对优势份额的情况。2021年国内负极 材料行业集中度进一步提升，前四大供应商的市占率合计达56%，前七大供应商市占率合计达78%。其中，2020-2021年， 贝特瑞市占率从17%提高至21%，尚太科技市占率从5%提高至9%，而杉杉股份和璞泰来的市占率出现不同程度下降。图表15： 2020-2021年中国负极材料企业市占率图表14：2021年全球各国负极材料产量占比21%12%12%11%9%8%5%22%17%13%14%11%5%5%6%29%2020202192%5%中国韩国日本负极材料行

20、业壁垒较高技术壁垒锂离子电池负极材料行业属于资金、技术密集型产业。各锂离子电池生产厂商通常与合作的负极材料供应商形成了自身独特的技术 路线，从原材料的选择、各类材料的比例、辅助材料的应用以及生产工艺的设置均需要多年的技术与经验积累。锂离子电池负极材 料的生产工艺技术复杂，研发周期较长、品质管理难度较大，有较高的技术壁垒。随着下游锂离子电池厂商对负极材料的技术参数、 性能指标、一致性等要求不断提高和改进，对负极材料生产企业的技术创新能力和研发效率相应提出了更高的要求，进一步提高了 行业的技术门槛。客户进入壁垒负极材料对锂离子电池的能量密度、循环性能、充放电倍率、低温放电性能影响较大。锂离子电池生

21、产商通常需要经过小试、中试、大试、小批量、批次稳定性等严格复杂的产品测试程序来选择负极材料供应商，并逐步放大批量至量产，历时少则半年、长则3至5 年。出于对产品性能的稳定性和一致性要求，动力电池的正极材料、负极材料和电解液的体系匹配确定后则不会随意更换。同时，按照行业 IATF16949 要求,材料一旦通过电池生产制造商进入汽车厂商的供应体系后，未经汽车厂商的同意，材料不得更换。因此，负极材料生产厂商和动力电池生产厂商的客户粘性较强，多数锂离子电池厂商不会轻易更换供应商，已经进入主流供应商体系的厂 商会相对较为稳定，新进入者无法在短期内获取目标客户。资金壁垒锂离子电池负极材料行业属于资金、技术

22、密集型行业，行业固定资产投资较大、不同生产厂家的设备工艺及其后续更新改进的定制 化程度较高，新产品研发投入较大，产品从投入研发到下游客户批量供应的周期较长。因此，行业新进入者需要长时间较大的资金 投入，在未能投产并实现盈利之前，进入者一定程度上面临较大的资金压力。图表16：负极材料行业壁垒壁垒主要内容2022年Q1负极材料计划新增产能超270万吨，行业竞争加剧负极行业企业加大新增产能投入。2021年能耗“双控”政策导致石墨化产能紧缺以及下游市场需求持续升温等影响，石墨化价 格上升，其他行业企业跨界入局新建产线，负极材料行业企业纷纷扩产，合计计划产能超270万吨，金额超740亿元。负极材料产能可

23、能出现结构性过剩。据GGII预测，到2025年，各大应用场景合计将产生1800GWh的需求，若按1GWh动力 电池需要用1300-1400万吨负极材料计算，上述270万吨的产能能满足约1928GWh-2076GWh的电池产能需求。当石墨化产 能逐渐释放，市场竞争将进一步加剧。同时，由于负极材料行业存在技术、客户和资金壁垒，新进入负极材料行业的企业面 临的行业竞争将更剧烈，后续出现产能闲置的可能性更大。图表17：负极材料行业企业Q1主要扩产情况公司名称项目概要产能（万吨） 金额（亿元）璞泰来璞泰来电池年产20万吨负极材料及石墨一体化项目在四川邛崃市开工，项目分两期实施，预计于2023年 完成10

24、万吨的一期建设，2025年完成10万吨的二期建设。2080中科电气中科电气年产10万吨锂离子电池负极材料一体化项目在贵州贵安新区开工，项目总投资25亿元，分两期 建设，其中一期项目投资17亿元，设计年产能6.5万吨。1025凯金凯金年产20万吨锂离子电池负极材料一体化生产基地开工，分两期建设，一期30亿元，建设研磨、表面 改性、低温碳化和中央仓储基地，6月投产。2060杉杉科技杉杉科技眉山20万吨锂离子电池负极材料一体化基地开工，总投资约80亿元，分两期建设，两期产能各10万吨，建设周期各为16个月。2080国轩内蒙古国轩乌海锂离子电池负极材料项目开工，规划建设年产能40万吨，项目总投资100

25、亿元。项目分四 期建设，一期规划年产10万吨负极材料，项目总投资16亿元。40100目录1、负极材料以人造石墨为主，技术迭代是行业主旋律2、负极材料市场空间广阔，国内形成“四大三小”竞争格局3、上游原材料成本增加叠加下游需求强劲推动中游负极材料价格上升4、硅基负极为未来重点发展方向5、建议关注公司与风险提示业务产业链负极材料产业链全景中游下游细分市场石油焦制造加工应用领域天然石墨矿碳材料上游原材料针状焦沥青硅人造石墨负极天然石墨负极硅碳负极动力电池储能电池贝特瑞璞泰来杉杉股份凯金能源中科电气翔丰华尚太科技深圳金润消费电池上游：焦类原材料价格高企，中游企业面临成本上涨压力石油焦和针状焦是生产人造

26、石墨的原材料。石油焦主要用于制造低端人造石墨，针状焦主要用于制造高端人造石墨。石油焦价格持续上涨。2021年11月-12月，受采暖季政策影响，石油焦价格从2871元/吨回落至2748元/吨，2022年1月至 2022年4月叠加冬奥会，疫情等因素，石油焦开工率低，产能受限，导致供应不足，同时石油焦下游负极材料等市场需求旺 盛，导致价格连续上涨，到2022年4月份涨至5094元/吨。油系针状焦、煤系针状焦价格近期连续上调。2021年11月至2022年1月油系针状焦、煤系针状焦价格维稳，油系针状焦（熟 焦）价格保持在9800-12000元/吨，煤系针状焦（熟焦）维持在8800-9500元/吨。202

27、2年2月至4月，受政策影响多地限产减 产，针状焦供应收缩，下游负极材料企业备货积极，供给需求不平衡推动油系针状焦、煤系针状焦价格上升。图表18：石油焦价格（元/吨）图表19：针状焦价格（元/吨）01000200030004000500060002021-112021-122022-012022-022022-032022-04油系针状焦（熟焦）煤系针状焦(熟焦）2021-11 9800-120008800-95002021-12 9800-120008800-95002022-01 9800-120008800-95002022-02 10000-120009500-100002022-03

28、10500-1330010000-120002022-04 11000-1400010000-12500中游：2021年人造石墨市占率达84%，硅基负极占比较低负极材料出货量快速增长，人造石墨、硅基负极增速较高。2015-2021年，负极材料总出货量从7.43万吨增长至72万吨，年 复合增长率高达46%，整体上涨趋势显著。其中人造石墨因循环性能、安全性能相对占优，主要应用于动力电池市场和高端 电池市场，受益于新能源汽车需求带来的动力电池产量增长，人造石墨保持较高的增长率，人造石墨出货量从4.6万吨增长至 60.48万吨，6年复合增长率为53.6%。而硅基负极作为未来的重点研究方向，已经有小范围

29、的试点，出货量从0.03万吨增长 至1.1万吨，6年复合增长率达82%。人造石墨市占率逐年提高,天然石墨市占率不断萎缩。2015-2021年，人造石墨市占率逐年提高，从61%提高至84%，是最主 要的负极材料，而天然石墨市占率逐年萎缩，从29.6%下降至14%。而2021年硅基负极的占比仅有1.5%。图表20：主要负极材料占比图表21：主要负极材料出货量（万吨）0%20%40%60%80%100%2015201620172018201920202021人造石墨占比天然石墨占比硅基负极其它负极占比7060504030201002015201620172018201920202021人造石墨天然石

30、墨硅基负极其他负极中游：能耗“双控”背景下，石墨化产能受限能耗“双控”措施日趋严格，加强对“两高”项目新增产能的监管。能耗“双控”指标指的是能源消费总量和能源消费强度 两个指标。2021年以来，能耗“双控”形式严峻，各地陆续推出能耗“双控”措施，强化能源消费总量和强度双控的决策部 署，加强能耗双控形势分析预警，对新增能耗5万吨标准煤及以上的“两高”项目加强窗口指导。石墨化为高能耗工艺，在 政策的影响范围之内。能耗“双控”和限电政策导致石墨化产能受限。在政策影响下，2021年四季度，国内石墨化产能占比近半的内蒙古地区，严控 高能耗产业，限电政策导致石墨化减产约40%。同时，新建项目在能评方面的审

31、批周期变长，通过难度变大导致新增产能增 加缓慢，石墨化产能的供给将受到很大影响。石墨化加工是人造石墨的核心工序，石墨化产能受限意味着人造石墨产能也将受限。图表22：能耗“双控”相关政策及事件时间部门政策内容2022.01国务院“十四五”节能减排综合工作方案优化完善能耗双控制度，健全污染物排放总量控制制度，坚决遏制高耗能高排放项目盲目发展。到2025年，全国单位国内生产总值能源消耗比2020年下降13.5%，能源消费总量得到合理控制。2021.09发改委坚决管控高耗能高排放项目。对新增能耗5万吨标准煤及以上的“两高”项目，国家发展改革委会同有完善能源消费强度和总量双控制度方案关部门对照能效水平、

32、环保要求、产业政策、相关规划等要求加强窗口指导；对新增能耗5万吨标准煤以下的“两高”项目，各地区根据能耗双控目标任务加强管理，严格把关。对不符合要求的“两高”项 目，各地区要严把节能审查、环评审批等准入关，金融机构不得提供信贷支持。2021.08发改委2021年上半年各地区能耗双控目标完成情况晴雨表对能耗强度降低预警等级为一级的省（区），对能耗强度不降反升的地区（地级市、州、盟）暂停“两高”项目节能审查。2021.03内蒙古 发改委控制高耗能行业产能规模。从2021年起,不再审批焦炭(兰炭)、电石、超高功率以下石墨电极、钢铁、铁关于确保完成“十四五”能耗双控目标任务若干保障措施 合金、电解铝、

33、氧化铝、蓝宝石、无下游转化的多晶硅、单晶硅等新增产能项目,确有必要建设的,须在区内实施产能和能耗减量置换。中游：负极材料一体化降本优势凸显，企业加大垂直整合力度项目2021年1-6月2020年 单价（万元/吨)石墨化委外单价1 . 081 . 24石墨化加工运费0 . 030 . 03公司自产石墨化成本0 . 560 . 64影响负极材料 毛利率石墨化委外30 %- 7 . 11 %- 7 . 98 %石墨化委外50 %- 11 . 85 %- 13 . 30原材料价格上涨背景下，龙头企业布局上游原材料环节，平抑成本同时保障供应链安全。贝特瑞生产能力向上游延伸，与山 东京阳科技合作的负极材料项

34、目规划中包括12万吨针状焦生产线。杉杉股份与原材料主要供应商开展商务、技术方面的全方 位战略合作，为负极未来35年战略规划提供优质的原料保障。石墨化环节外部委托成本约占负极成本的45%以上，是负极企业着重降低成本的重要环节之一。石墨化由于能耗高，石墨化 基地建设等固定资产投资较大，且石墨化电阻料废料的处置需要稳定的钢厂、铝厂客户资源，专业性较强，很多公司都将石 墨化部分进行外协。但石墨化毛利率高，所以提高石墨化自供率可以有效降本，以璞泰来和尚太科技为例，璞泰来石墨化工 序（含自销）毛利率达34.46%；据尚太科技公告，石墨化委外加工占比从50%降低至30%，负极材料毛利率可以提高4.74%。目

35、前越来越多的厂商已开始布局人造石墨一体化生产，降低生产成本的同时缓解石墨化对人造石墨产能的制约压力。各厂商纷纷进军上游焦源及石墨化，一体化布局将成为负极企业最核心“护城河”。2022年一季度，21项负极材料投产项目 中，一体化项目过半，达11起。 其中，璞泰来已形成了从原材料针状焦的供应、前工序造粒、石墨化加工、碳化包覆到负极 材料产成品的一体化负极材料产业链布局。但同时，随石墨化产能扩张加快，后期供需紧张局势将得到缓解。图表23：负极材料委外对尚太科技人造石墨毛利率影响图表24：2022年Q1负极龙头企业一体化扩产情况企业扩产规模（万吨）金额（亿）详情璞泰来2080年产20 万吨负极材料及石

36、墨化在四川邛崃市开 工， 项目总投资80 亿元。中科电气1025年产10 万吨锂离子电池负极材料一体化项目在 贵州贵安新区开工， 总投资25 亿， 分两期建设杉杉股份2080眉山20 万吨锂离子电池一体化基地开工， 分两 期建设， 各期产能10 万吨， 周期各为16 个月。凯金能源2060一体化基地分两期建设， 一期30 亿元， 建设研 磨、改性、低温碳化和中央仓储基地， 6 月投产。中游：石墨类负极材料价格上涨人造石墨价格持续上涨。从2021年初至2022年2月，在国家能耗“双控”政策限制以及新能源汽车市场快速发展的推动下，供 需不平衡加剧，继而带动不同规格的人造石墨在2021年10-11月

37、迎来阶梯式上涨。其中规格为310-320mAh/g的产品价格上涨 幅度最大，2021年年初为2.55万元/吨，到2022年2月上涨到3.6万元/吨，上涨幅度约为41.2%。天然石墨价格同步上涨。2021年1月至2月，高端天然石墨价格维持平稳，中端天然石墨价格于2021年10月从3.6万元/吨上涨 至3.85万元/吨，低端人造石墨价格维持不变。2022年3月，中端天然石墨价格继续上涨，从3.85万元/吨上涨至5.1万元/吨， 涨幅高达32.46%，高端人造石墨价格同时出现上调，从5.55万元/吨增长至6.1万元/吨。图表26：天然石墨价格（万元/吨）图表25：人造石墨价格（万元/吨）876543

38、21021-0121-0221-0321-0421-0521-0621-0721-0821-0921-1021-1121-1222-0122-02人造石墨:310-320mAh/g人造石墨:330-340mAh/g人造石墨:340-360mAh/g7654321021-121-221-321-421-521-621-721-821-921-1021-1121-1222-122-222-322-4低端天然石墨中端天然石墨高端天然石墨下游：全球锂离子电池行业高速发展，中国是主要产地及市场466481102117143120%100%80%60%40%20%0%3002502001501005002

39、015201620172018201920202021中国锂电池出货量同比100.8123.8143.5196.3238.6294.50%20%40%60%80%0200100400300500全球锂离子电池行业高速发展。受益于锂离子电池在下游消费电池市场得到广泛普及以及动力电池市场的大规模应用，锂离 子电池全球市场规模自2015年来始终保持着较快增长。同时在全球“碳中和”目标的推动下，各国政府出台新政策再次加 大新能源汽车补贴，新能源汽车销量持续增长，带动锂离子电池出货量同步增长。2015-2020年，全球锂离子电池出货量从 100.8GWh提高到294.5GWh，年增速均高于15%。到20

40、21年，出货量已达562.4GWh，同比增长91%，6年复合增长率达 33.2%。据EVTank预测，2030年之前全球锂离子电池出货量的复合增长率将达到25.6%，到2030年总体出货量或将接近 5TWh。中国锂离子出货量占全球出货量超50%。根据GGII统计，中国锂离子电池产量已连续十年位居全球首位。2015-2021年，中 国锂离子电池出货量从46GWh增加到327GWh，2021年同比增长高达129%，6年复合增长率达38.7%。2021年，中国锂离 子电池出货量占全球锂离子电池出货量比重达58.1%，是锂离子电池最主要的生产国之一。图表27：全球锂离子电池出货量（GWh）及增速图表2

41、8：中国锂离子电池出货量（GWh）及增速600 562.4 100%350 327 140%2015201620172018201920202021全球锂电池出货量同比下游：政策推动锂离子电池行业快速发展时间名称2022年2月“十四五”新型储能发展实施 方案发布部门主要内容到 2025 年，新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段、具备大规模商业化应用条件。新型储能技术创新能 国家发改委、国家能源局 力显著提高、核心技术装备自主可控水平大幅提升，标准体系基本完善。产业体系日趋完备，市场环境和商业模式基本成熟。其中，电化学储能技术性能进一步提升，系统成本降低 30%以上。2021年7月国家发展改革

42、委 国家能源局关于 加快推动新型储能发展的指导意 见国家发改委坚持储能技术多元化，推动锂离子电池等相对成熟新型储能技术成本持续下降和商业化规模应用2021年3月中华人民共和国国民经济和社 会发展第十四个五年规划和2035 年远景目标纲要国务院大力发展纯电动汽车和插电式混合动力汽车，重点突破动力电池能量密度、高低温适应性等关键技术，建设 标准统一、兼容互通的充电基础设施服务网络，完善持续支持的政策体系，全国新能源汽车累计产销量达到 500 万辆。2019年10月产业结构调整指导目录(2019年 本)国家发改委将发展新型高比容量锂离子电池负极材料(比容量500mAh/g,循环寿命 2000 次不低

43、于初始放电容量的 80%)列入鼓励类发展项目2019年7月指导意见2019-2020年行动计划科技部、工信部关于促进储能技术与产业发展的 国家能源局、国家发改委、推进新能源汽车电池储能化应用:(1)开展充电设施与电网互动研究:(2)完善储能相关基础设施政策推动锂离子电池在储能、新能源汽车领域快速发展。“十四五”规划和 2035 远景目标纲要明确指出要大力发展纯 电动汽车和插电式混合动力汽车，全国新能源汽车累计产销量达到 500 万辆。从顶层设计上支持我国新能源汽车行业的发 展，新能源汽车产量的增加将带动锂离子电池的需求。在储能方面，“十四五”新型储能发展实施方案等政策多次指出 要发展高比容量锂

44、离子电池，推动锂离子电池的成本下降以及商业化规模应用。在政策的大力支持下，锂离子电池在储能市 场将步入快速发展阶段。图表29：锂离子电池行业相关政策下游：三大细分市场共同带动锂离子电池需求动力电池位列第一，储能电池出货量高速增长。锂离子电池市场处于负极材料产业链下游，主要分为动力电池、储能电池和 消费电池市场，三大市场共同带动负极材料需求。2015-2021年，锂离子电池出货量持续增长，其中消费电池出货量缓慢增 长，储能电池出货量快速增长，且在政策的大力推动下，增速有望继续保持。而动力电池出货量经过2015-2018年高速增长 后，增长速度放缓，出货量长年位居第一。在2020年新能源汽车发展规

45、划（2021-2035年）政策等因素的推动下，动力 电池出货量于2021年迎来爆发式增长，出货量高达226GWh，同比增长183%。动力电池成为锂离子电池需求最主要驱动力。2015-2021年，消费电池占比持续收缩，于2021年仅占16%，而动力电池快速 发展，2015-2018年，比重从36%持续增加至64%，于2020年回落至56%，2021年占比进一步提高至69%，占据了大部分 份额，持续带动锂离子电池需求增长。而储能电池占比逐年增加，整体呈上升趋势，2021年占比已达15%。图表30：锂离子电池细分市场出货量（GWh）及增速图表31：中国锂离子电池出货量细分市场占比6%5%4%5%8%

46、11%15%58%47%40%31%31%32%16%69%64%61%55%56%49%36%0%20%40%60%80%100%2015202020212016201720182019动力电池消费电池储能电池250%200%150%100%50%0%-50%050100150200250储能电池储能电池同比2015201620172018201920202021消费电池动力电池消费电池同比动力电池同比下游：全球电动化加速，动力电池装机量快速增长全球电动化加速，新能源汽车销量不断提高。2018-2021年，全球新能源汽车销量从201.8万辆增长至670万辆，3年复合增 长率高达49.17%，

47、中国新能源汽车销量从125万辆增长至351万辆，3年复合增长率达41.14%。据EVTank预测，2025年全 球新能源汽车销量将达到2240万辆，2030年将达到4780万辆。动力电池装机量快速增长。随着新能源汽车销量快速增长，动力电池装机量也相应提高，2018-2021年，全球动力电池装机 量从97.5GWh增加到296.8GWh，3年复合增长率达44.9%，中国动力电池装机量从56.98GWh增加到139.98GWh，3年复合 增长率达34.9%。图表32：新能源车年度销量（万辆）图表33：动力电池装机量（GWh）201.8221331.1125121132351600500400300

48、2001000700 6702018201920202021全球中国296.8117.9136.9139.9897.556.9862.3862.853503002502001501005002018201920202021全球中国下游：政策推动新型储能市场快速发展89.70%5.90%锂离子电池 铅蓄电池 压缩空气 液流电池 超级电容 飞轮储能00.511.5543210政策大力推动新型储能发展。按照储能类型划分，可分为抽水蓄能、熔融盐储热和新型储能，其中抽水蓄能占86.3%，而新 型储能占12.5%。新型储能指的是指除抽水蓄能外的新型电储能技术，在新型储能市场中，锂离子电池占比高达89.7%

49、，在“十四五”新型储能发展实施方案政策的大力推动下，新型储能将于2025年步入规模化发展阶段，新型储能市场占比 将快速提高，其中，电化学储能技术性能会进一步提升，系统成本将降低30%以上。锂离子电池作为电化学储能主流技术路 线，将迎来快速发展期。国内电化学储能累计装机规模快速增长。从国内电化学储能累计装机规模上看，2014-2017年，累计装机规模仅从0.13GWh 提高到0.39GWh，增速较低。2018年迎来了一次高增长，增速达到了174%，装机规模达1.07GWh。2019-2021年，装机规 模迎来了快速增长时期，年增速均不低于60%，到2021年，累计装机规模已达5.51GWh。图表

50、34：新型储能中各储能类型比重图表35：国内电化学储能累计装机规模（GWh）6220142015201620172018201920202021电化学储能累计装机规模增速下游：全球消费电子市场回暖，国内消费电池出货量稳步上升全球消费电子市场回暖。2015-2019年，全球消费电子市场平稳增长，规模从92.32百亿美元增长到102.37百亿美元。2020年，受疫情冲击，消费电子市场规模降至98.27百亿美元，2021年回升至103.69百亿美元。据观研天下预测，2022年，全球消费电子市场份额将达到107.63百亿美元，于2023年将回落至101.81百亿美元。国内消费电池市场稳步增长。2015

51、-2020年，国内消费电池出货量整体呈上升趋势，出货量从26.7万吨增长至46.3万吨， 2020年出货量增幅最高，同比增长26.8%，5年复合增长率达11.6%。2021年，增速放缓，出货量达53GWh，同比增长 14.5%。图表36：全球消费电子市场规模（百亿美元）图表37：国内消费电池出货量（GWh）94.797.1699.7598.27103.69101.818085909592.32100105102.37110107.632015201620172018201920202021 2022E 2023E26.729.632.531.836.546.35330%25%20%15%10%

52、5%0%-5%2010040306050消费电池2015201620172018201920202021消费电池同比目录1、负极材料以人造石墨为主，技术迭代是行业主旋律2、负极材料市场空间广阔，国内形成“四大三小”竞争格局3、上游原材料成本增加叠加下游需求强劲推动中游负极材料价格上升4、硅基负极为未来发展方向5、建议关注公司与风险提示硅基负极下一代高能量密度负极材料锂电负极材料体系亟待突破。根据美国USABC提出的2025 年电池发展目标， 电动交通工具锂电负极的比容量需达 2000mAh/g，使用年限在15个日历年以上，并满足1000周次的循环要求。对此发展目标，当下的锂离子电池体系，正极已

53、从 早期钴、锰酸锂升级为磷酸铁锂和三元材料，而负极材料体系，石墨的理论克容量为 372mAh/g，随产业日趋成熟，目前高 端石墨已接近理论容量，新的负极材料体系的开发迫在眉睫。硅基材料凭高理论容量，极具潜力。硅材料的常温理论克容量为3580mAh/g，高温理论克容量为4200mAh/g。同石墨相比， 硅基理论克容量接近其十倍。同时，硅具有脱锂电位相对较低（0.4V）、环境友好、资源丰富等优点。据研究，负极材料克 容量越高，电池的整体质量则越低，相应的质量能量密度则越高，当质量能量密度要求达到 280Wh/kg，就必须使用硅基材 料作为负极。随电池能量密度的提升，其在电动汽车上的续航里程也将有效

54、提高。图表38：USABC锂电活性材料2025年商业化要求图表39：负极材料克容量与锂离子电池能量密度对应关系30 度下参数参数单位正极目标负极目标比容量mAh/g2502000比密度mAh/cc6753600膨胀系数%510使用寿命年1515循环寿命循环次数10001000硅基负极技术尚未成熟，处于商业化初期硅氧、硅碳负极材料是目前较为主流的硅基负极材料。根据分散基体的不同，未来最有可能希望实现较大规模应用的新一代 高容量硅基负极材料主要有硅氧、硅碳和硅合金负极材料三大类，硅碳复合负极材料以及硅氧负极材料的工艺相对成熟，综 合电化学性能较优，是目前最为主流的硅基负极材料。硅碳负极材料是将纳米

55、硅与基体材料通过造粒工艺形成前驱体，然后 经表面处理、烧结、粉碎、筛分、除磁等工序制备而成。目前硅碳负极商业化应用容量在450mAh/g以下，成本较低，虽然 首效相对较高，但循环寿命较差，主要用于3C数码领域。硅氧负极材料是将纯硅和二氧化硅合成一氧化硅，形成硅氧负极材 料前驱体，然后经粉碎、分级、表面处理、烧结、筛分、除磁等工序制备而成。目前商业化应用容量主要在450-500mAh/g，成本较高，虽然首效相对较低，但循环性能相对较好，主要用于动力电池领域，特斯拉即使用硅氧负极掺混人造石墨方式 应用。硅基合金尚未大规模使用。虽然硅基合金负极材料相对碳负极材料克容量提升效果明显，但是因为其工艺难度

56、高、生产成本 高，目首次充放电效率较低，所以目前尚未大规模使用。图表40：三种硅基材料优劣对比图表41：硅基负极制备一般流程硅基负极大规模商业化还存在问题膨胀造成材料的粉化与电极的破坏：在充放电过程中，硅和锂会进行合金化反应，硅的体积会发生100%300%的膨胀，这 种不断收缩膨胀会造成硅负极材料产生裂纹直至粉化，破坏电极材料与集流体的接触性，使得活性材料从极片上脱离，引起 电池容量的快速衰减；其次，膨胀在电池内部会产生很大的应力，对极片形成挤压，随着多次循环，极片存在断裂的风险。 这种应力还可能造成电池内部孔隙率的降低，减少锂离子移动通道，造成锂金属的析出，影响电池安全性。SEI膜不稳定，导

57、致锂离子永久性损耗：当负极处于低电位时，有机电解质会在负极表面进行分解，分解产生的物质在电极 表面沉积，形成固体电解质界面膜，即为SEI膜。SEI膜是电子绝缘体却是锂离子的优良导体，锂离子可以经过该钝化层自由 地嵌入和脱出，可以有效地阻止电池副反应的发生，因此，SEI膜的机械强度、完整性、电化学及热力学稳定性等是决定电 池循环性能的关键。而硅负极表面的SEI膜会随着硅体积的变化而发生破裂，新暴露在表面的硅在充放电过程中会继续生成 新的SEI膜。持续生长的SEI膜会不断地消耗来自正极的锂和电解液，最终导致电池的内阻增加和容量的迅速衰减。硅的导电性较差：硅的导电性能较差，在高倍率下不利于电池容量的

58、有效释放，也是制约其进一步应用的因素之一。图表42：锂离子嵌入膨胀图图表43：图左为原始硅电极，图右为循环20周后硅电极SEM照片改性为硅基负极材料商业化重点技术改性可有效解决膨胀问题，改善初始库仑效率。硅基负极改性主要包括纳米化、复合化、界面改性、表面涂层和二级结构设 计五种。纳米化从结构上缓解膨胀问题。通过纳米化设计硅结构，从形态上可分为零维、一维、二维和三维。零维硅纳米结构主要为 密实结构、多孔结构及空心结构，避免了锂化过程中硅负极的粉化，显著提升了硅负极的循环稳定性，缓解硅负极整体被破 坏。一维硅纳米结构可以在外表面形成稳定的SEI层，硅壳内自由空间可以有效防止体积膨胀造成的机械断裂，

59、但电极制作 过程不同于目前商业制造的方法，开发成本是工业化所必需解决的实际问题；二维硅纳米结构有利于抑制体积膨胀，增大与 电解液的接触面积但尚未落地应用，需要面临能量密度低以及生产成本放大的问题。三维硅纳米结构解决了电解液接触面积 和体积膨胀容纳空间的问题，其硅材料具有更高的电极密度和结构完整性。复合化可有效缓解硅的体积膨胀，减小机械应力，改善电极的电化学表现。复合化主要是指把硅与碳、金属等基质材料进行 复合，形成硅/碳纳米复合物、硅/金属纳米复合物、硅/金属氧化物纳米复合物、硅/导电聚合纳米复合物。硅/碳纳米复合物主 要包括封装结构和嵌入结构两种结构，碳基基质不仅可以提供导电网络，还能缓冲硅

60、体积变化带来的机械应力。硅/金属纳米 复合物有助于改善硅基材料的电子导电性和结构稳定性。硅/金属氧化物纳米复合物通常采用核壳结构，包覆层可以防止硅与 电解质直接接触。硅/导电聚合纳米复合物不仅增强了电荷传导，还作为缓冲介质缓解了巨大的体积膨胀，很适合作为复合材 料改进硅基负极材料的电化学性能。界面改性、表面涂层和二级结构可提高初始库伦效率。库伦效率为放电比容量与充电比容量之百分比，是衡量电池性能的关 键指标。界面性能与电极材料的结构稳定性将显著影响材料的初始库仑效率，复合负极的初始库仑效率为一般为65%85%，远低于商业化石墨负极90%94%，严重影响了硅基负极的大规模商业化应用。通过界面改性