锂电池负极材料行业企业市场现状及竞争格局

锂电池负极材料行业企业市场现状及竞争格局负极材料上游分析（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。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。人造石墨主角地位难撼动，硅基负极粉墨登场（一）石墨类负极性能优化进行时石墨类负极各有优势，人造石墨更胜一筹。从克容量来看，天然石墨容量略高于人造石墨。天然石墨负极材料的理论容量为340-370mAh/g，人造石墨的负极材料的理论容量为310-360mAh/g。从循环性能来看，人造石墨循环性能好于天然石墨。根据贝特瑞的数据，天然石墨（GSN产品）的循环周数为500周左右；人造石墨（AGP-2L-P）循环周数可达6000周。主要原因为天然石墨的颗粒大小不一致，表面缺陷较多，因此容易与电解液反应从而导致循环性能下降。从膨胀率角度来看，天然石墨膨胀率高于人造石墨。主要原因为鳞片石墨的结晶度较高，片层结构单元化大，具有明显的各向异性。因此，锂嵌入和脱嵌过程中体积产生较大的变化。制造成本以及售价来看，人造石墨的成本以及售价高于天然石墨。主要是由于其生产工艺导致。根据鑫椤锂电的统计（2022年9月23日），天然石墨负极（高端）均价约为6．1万元/吨，人造石墨负极（高端）约为6．80万元/吨。天然石墨与人造石墨的组合稳固了石墨类负极在负极材料中的地位。根据下游应用的不同需求，石墨类负极产品具有多样性。1）天然石墨与人造石墨混合，提高负极材料克容量、降低产品成本。天然石墨具有可容量高以及成本较低的优势，人造石墨中混合天然石墨一定程度上可以提高负极材料的容量，生产更具性价比的产品。由于天然石墨为辅助材料，因此人造石墨将会克制天然石墨膨胀率高的问题；2）针状焦与石油焦区分高低端人造石墨产品。由于针状焦原材料要求较高，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）硅基负极接棒石墨类负极石墨类负极容量接近理论上限，硅基负极成为下一代负极材料主力军。新能源汽车高速发展加速高能量密度电池发展进程，硅基负极成为下一代负极材料的首选。从克容量来看，硅基负极拥有绝对优势。石墨负极理论克容量为372mAh/g，硅基负极理论克容量可高达4200mAh/g。从膨胀率来看，硅基负极材料膨胀率极高。根据数据，硅基负极膨胀率高达300%。从循环性能看，硅基负极循环寿命远低于石墨类负极。目前硅基负极循环寿命为300-500次。主要原因为，硅基负极膨胀率较高，充放电过程中的膨胀会导致硅基负极材料的粉末化，从而影响电池的使用寿命。从制造成本来看，当前硅基负极材料成本远高于石墨类负极材料。根据隆众资讯预测，2022-2023年贝特瑞的硅基负极和硅氧负极单位盈利均为6．5万元/吨和6．3万元/吨。根据鑫椤锂电数据统计，截至2022年8月30日，天然石墨（高端）和人造石墨（高端）的售价分别为6．1万元/吨和7．1万元/吨。从硅基负极类型来看，硅碳负极与硅氧负极或将成为硅基负极主流技术。目前硅基负极的技术路径有三种，分别为硅氧负极材料、硅碳负极材料、硅基合金负极材料。1）硅氧负极材料：Li2O基质环绕在LixSi核周围可充当着锂离子的快速扩散通道，因此嵌锂时SiOx富含的Li2O基质能够使其在循环和倍率性能方面最优化；LixSi核周围的Li2O和Li4SiO4基质还可以有效的缓冲体积膨胀。2）硅碳复合材料：将碳材料包覆在硅材料外层，形成硅碳复合材料。从结构上来看，包覆结构改善材料的循环稳定性。碳材料的包覆能够提高负极材料的导电性能，并且碳材料表面会形成SEI膜，能够抑制电解液对于负极材料的侵蚀，从而提高负极材料的循环性能。中国负极材料行业竞争格局分析（一）石墨化产能分布石墨化是人造石墨的必备工序，由于双限政策影响，国内各地对属于高能耗产业的石墨化项目严格限制，目前纯石墨化厂商扩产项目较难通过地方政府能评及环评审批。负极厂商一体化产能项目由于更能促进地方就业和贡献更多税收，并属于国家鼓励的新能源产业，相对更容易拿到能评和环评审批。2021年我国石墨化产能合计98．1万吨。（二）竞争格局2021年国内负极材料产量达66万吨，同比增长85%。负极龙头贝特瑞市占率26%，同比增长3%，国内负极CR3/CR5分别达56%/80%，同比下降2%/持平，龙头厂商竞争格局较为稳定，其中贝特瑞、中科星城和尚太科技扩产积极，市占率提升较为明显。在人造石墨领域，璞泰来（江西紫宸）和杉杉股份是双龙头，2021年在国内的市场份额均超过15%，凯金能源、贝特瑞、中科电气、尚太科技等紧随其后。2021年贝特瑞在天然石墨领域一家独大，市场份额超过60%，翔丰华、江西正拓与中科电气分别占比17%、2%与2%，其他企业占比15%。（三）性能对比从我国主要负极厂家人造石墨产品性能对比来看，多年来璞泰来主流产品均应用在高容量、高压实密度、低膨胀和长循环的高端电池。璞泰来人造石墨产品首次容量可达352-360mAh/g，首周效率92-96%，压实密度最高可达2．25g/cm³，适用于消费、动力、储能领域，产品各项指标性能明显优于其他企业产品。影响锂电池负极材料行业发展的有利因素（一）锂电池负极材料行业国内外行业发展环境优渥，各国政策鼓励支持面对日益紧迫的节能减排与环保压力，世界各国都在积极推广使用环保节能的能源方案，通过大力发展电动汽车替代传统燃油汽车，成为节能减排的有效方式。近年来，全球主要工业国和地区陆续出台了大量节能减排方案，如英国计划到2035年停止销售新的汽油、柴油轿车和厢式货车，甚至包括混合动力汽车，比原计划提前5年，并将制定2050年净零排放目标；法国将在2040年全面禁售燃油车；德国将在2030年后禁售传统内燃机汽车；荷兰和挪威将在2025年禁售燃油车；印度将在2030年全面禁售燃油车。这些政策表明世界各国正积极履行《巴黎气候协议》的约定，加大对新能源汽车产业的扶持力度，为国内的锂离子电池负极材料企业提供了广阔的出口市场空间。我国高度重视应对气候变化工作，积极主动承担国际责任，提出了应对气候变化的方案。我国承诺在2030年前实现碳排放达峰、2060年前努力实现碳中和的两步走应对气候变化战略透露出绿色低碳将是十四五时期经济社会发展的重要目标之一，加上2020年11月《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》的出台，为锂离子电池负极材料产业未来的长期、健康发展创造了良好的政策环境。（二）锂电池负极材料行业下游锂电池行业产能持续提升，应用领域不断拓展面对新能源汽车较为明确的发展趋势，国内外各大汽车巨头相继加大了新能源汽车的投资力度，同时也引来了各路资本竞相加入造车新势力，将直接推动上游动力锂电厂商以及负极材料厂快速发展，锂电池行业产能持续提升，对负极材料的需求不断增长。与此同时，锂电池领域技术更新迭代迅速，不断拓展新的应用领域，进一步推动应用市场规模大幅增长。未来几年，锂电池在电动卡车、电动叉车、电动船舶等新兴领域的渗透率将进一步提升，进而带动锂电池相关材料市场需求上升。锂电池负极材料行业基本风险特征（一）新能源汽车产业支持锂电池负极材料行业政策变化风险新能源汽车是锂电负极材料的主要应用领域之一，市场需求受到国家关于新能源汽车的行业政策的影响，存在政策变化风险。自2010年将新能源汽车产业作为战略性新兴产业以来，多部委连续出台了一系列支持、鼓励、规范新能源汽车行业发展的法规、政策，从发展规划、消费补贴、