锂电池负极材料行业技术路线变动风险分析

锂电池负极材料行业技术路线变动风险分析锂电池负极材料行业技术路线变动风险目前，锂电池是新能源汽车的主要能量装置之一，新能源汽车的快速发展推动了锂电池的市场扩张，动力电池已成为推动锂电池行业增长的关键性因素。但在国家长期规划中，未来动力电池技术路线还包括燃料电池、固态电池、锂硫电池以及金属空气电池等，目前尚未大规模商业化。若未来锂电池的性能、技术指标和经济性被其他技术路线的动力电池超越，则锂电池的市场份额可能被挤占甚至替代，锂电负极材料行业也将受到较大的不利影响。行业市场规模（一）市场规模数据显示，我国锂电池负极材料市场规模由2016年64．6亿元增至2020年140．2亿元，年均复合增长率为21．4%。相关研究机构预测，2021年我国负极材料市场规模可达159．1亿元。（二）出货量数据显示，我国锂电池负极材料出货量由2016年11．8万吨增至2020年36．5万吨，年均复合增长率为32．6%。相关研究机构预测，2021年我国锂电池负极材料出货量可达40．1万吨。（三）需求量从需求端来看，2016-2020年，中国锂电池负极材料全球市场需求占比始终维持在60%以上，2020年，中国锂电池极材料市场需求为36．5万吨，占全球市场需求的63%。相关研究机构预测2021年中国锂电池负极材料的需求量将达40．1万吨。负极材料产业链负极材料产业链是锂离子电池的关键材料之一，约占锂电池成本的10%。目前常见的负极材料有石墨类负极材料、硅基负极材料、钛基负极材料、锡基负极材料等。其中，石墨负极材料由于具备电子电导率高、锂离子扩散系数大、嵌锂容量高、嵌锂电位低、材料来源广泛且价格便宜等优点，成为当前主流的锂离子电池负极材料。锂电池负极材料上游主要包括天然石墨、石油焦、针状焦、沥青焦、二氧化硅、锂盐等原料，中游可分为碳系负极材料和非碳负极材料，下游应用于动力锂电池、消费锂电池、储能锂电池等领域。负极材料下游分析（一）锂电池产品结构从锂电池产品结构来看，我国锂电池主要分为动力型锂电池、消费型锂电池和储能型锂电池三大类，广泛应用于电动汽车、手机、笔记本电脑、电动自行车、电动工具、数码相机和储能等众多下游领域。数据显示，2021年受新能源汽车发展带动，锂电池市场中动力型锂电池产量最大，为220GWh，占比达到68%。其次为消费型锂电池，占比为22%，储能型锂电池占比最低，仅有10%。（二）动力型锂电池2021年，我国新能源汽车产量超350万辆，带动国内动力电池出货量增长。同时，欧洲新能源汽车市场继续高增长，带动国内部分头部电池企业出口规模提升，我国动力型锂电池产量呈高增长态势。数据显示，2021年我国动力性锂电池产量达220GWh，预计2023年将达733GWh。（三）消费型锂电池近年来，随着我国经济的快速发展以及居民消费能力的持续提升，我国3C数码类、电动工具类和小动力类产品需求量不断扩大，为消费型锂电池市场发展奠定了坚实的应用基础。2017-2021年，我国消费型锂电池以22%的复合年均增长率由32．5GWh增长到72GWh，预计2023年将达105．7GWh。（四）储能型锂电池石墨化技术现状分析传统石墨化工艺主要包括艾奇逊石墨化炉，内热串接式石墨化炉两种，均属于间歇式石墨化炉。艾奇逊石墨化炉使用历史悠久，是目前最为成熟、应用最为广泛的石墨化炉，其主要优点包括结构简单、坚固耐用、容易维修等，但是缺点是热损失大，能量有效利用率仅30%左右，单位电耗达4000-4800kWh/t，且需要大量的冶金焦作为电阻料，污染比较严重。内串式石墨化炉相比艾奇逊炉加热速度快，生产周期短，且电耗下降20%-35%，产品石墨化程度更均匀，但该炉一般只适用于电极的生产，不适用于颗粒料的负极石墨化生产。为了应对国内越来越严厉的能耗政策以及不断上升的成本压力，负极企业探索新的石墨化技术，其主要的发展方向分为两种，一种是在传统的艾奇逊炉基础上进行改进的箱式炉，另外一种是连续石墨化炉。负极材料上游分析（一）石油焦石油焦是原油经蒸馏将轻重质油分离后，重质油再经热裂的过程转化而成的产品，主要用来生产石墨电极、锂电负极、高端预焙阳极等。石油焦是石油炼化副产品，产出基本依赖石油炼化产量。2022年6月全国石油焦产量248．9万吨，同比下降1．8%，2022年1-6月全国石油焦产量为1472．2万吨，同比下降1%。（二）针状焦产量针状焦是一种新型优质的碳素材料，外观为银灰色。针状焦原材料要求较高，是高端人造石墨的主要原材料。得益于我国锂离子电池行业的快速发展，针状焦市场需求释放，行业规模随之扩张。近年来中国针状焦产量实现爆发式增长，2021年产量超70万吨，预计2023年将继续保持增长，产量将达138．79万吨。从市场份额来看，中国针状焦市场份额较为分散。2021年中国油系针状焦总产能为145万吨，生产企业共9家，其中排名前五的是宝来生物、益大新材料、京阳科技、锦州石化、亿维新材，产能分别为26万吨、20万吨、20万吨、17万吨、15万吨，分别占比18%、14%、14%、12%、10%。（三）天然石墨产量在锂离子电池、电弧炉钢铁等行业的推动下，我国天然石墨产量逐年增长。数据显示，2017-2021年国内天然石墨产量从62．5万吨增长至73．5万吨，期内年均复合增长率为4．14%。未来随着包括耐火材料、润滑油和锂离子电池在内的下游行业的需求不断攀升，中国天然石墨产量预计将在2023年达87．3万吨。天然石墨可分为鳞片石墨和土状石墨，负极材料通常采用鳞片石墨。从市场竞争格局来看，贝特瑞独占63%的市场份额，翔丰华、杉杉占比分别为8%、6%。负极材料短期供给偏紧，长期有产能过剩风险（一）三大多小向四大多小演变负极行业高度聚集，国内竞争格局逐步走向四大多小。从全球竞争格局来看，2021年贝特瑞、璞泰来、杉杉股份市场占比分别为14．3%/11．9%/11．7%，且市场份额相对较为稳定。2021年中国占全球负极材料市场的比重为86．10%，远高于其他国家。从国内竞争格局来看，国内竞争格局略微有所变化，四大多小趋势逐步明显。2021年贝特瑞、璞泰来、杉杉股份、凯金能源占比分别为21%/12%/12%/11%。凯金能源占比逐步向第一梯队靠近。（二）短期负极材料供需紧平衡，长期或将供过于求负极材料产能急速扩张，长远来看存在产能过剩风险。根据华经研究院统计，2021年全球负极厂商名义总产能110万吨，其中中国负极厂商总产能达94万吨，占比85%，韩国、日本总产能16万吨，占比15%。根据各公司公告，2021年主流负极材料上市公司璞泰来、贝特瑞、杉杉股份、中科电气、翔丰华产能分别为15．00/14．47/12．00/6．64/3．50万吨。根据百川盈孚大数据统计，2021年和2022年国内各厂商规划总产能为652万吨。负极材料需求测算（一）动力电池全球汽车电动化趋势明显，动力电池出货量或将维持高增。假设，2022-2025年国内动力电池出货量分别为217/325/472/637GWh；2022-2025年海外动力电池出货量分别为227/318/430/537GWh。1）人造石墨，2022-2025年国内需求量分别约为20/27/36/45万吨，海外人造石墨需求量分别约为20/25/32/37万吨；2）天然石墨，2022-2025年国内需求量分别约为4/5/7/8万吨，海外天然石墨需求量分别约为4/4/6/6万吨；3）硅基负极，2022-2025年国内需求量分别约为0．2/0．6/2/4万吨，海外需求量分别约为0．8/2/3/5万吨。（二）消费电池（含电动工具）消费领域电池增长幅度相对小，增速相对较缓。假设，2022-2025年国内消费电池出货量分别为83/93/105/117GWh；2022-2025年海外消费电池出货量分别为61/69/78/87GWh。1）人造石墨，2022-2025年国内需求量分别约为7/7/8/8万吨，海外人造石墨需求量分别约为5/5/5/5万吨；2）天然石墨，2022-2025年国内需求量分别约为1/1/1/1万吨，海外天然石墨需求量分别约为1/1/1/1万吨。（三）硅基负极2022-2025年国内需求量分别约为0．4/0．4/0．9/1万吨，海外需求量分别约为0．3/0．4/0．9/1万吨；3）储能电池：从增速上储能增速相对较快，由于新能源装机量高增，叠加海外需求增长。假设，2022-2025年国内储能电池出货量分别为83/93/105/117GWh；2022-2025年海外储能电池出货量分别为61/69/78/87GWh。1）人造石