锂电池负极材料行业投资价值分析及发展前景预测

锂电池负极材料行业投资价值分析及发展前景预测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。影响锂电池负极材料行业发展的不利因素锂离子电池作为新能源汽车成本的重要组成部分，其成本下降是新能源汽车大规模推广的前置条件之一。因此，作为锂离子电池产业链条的上游环节，负极材料行业亦有不断降低成本的压力。虽然新能源汽车的大规模推广必然带来负极材料行业规模的大幅增长，但如果企业不能做到规模化生产并通过规范的管理、持续的技术创新降低成本，可能导致在收入增长的同时出现毛利率下降的情形。锂电池负极材料行业市场规模（一）新能源汽车需求爆发式增长，带动锂电池负极材料需求快速提升2021年，全球新能源乘用车销量达650万辆，同比增长109%。在疫情全球蔓延、芯片等关键零部件短缺、上游产能受限的情况下，新能源汽车的市场需求依然保持强劲。作为对比，2021年全球汽车总销量8105万辆，同比仅增长3．87%。新能源汽车的市场渗透率增至11．7%，未来仍有广阔的增长空间。未来，随着新车型性能持续提升、支持政策延续、使用体验提升，新能源汽车渗透率仍有望保持快速增长趋势。中国是全球最大新能源汽车市场，未来发展前景广阔。2021年，中国市场共售出352．1万辆新能源汽车，占全球约50%，同比增长157．5%，继续领跑全球，渗透率达到13．41%。在2021年购车补贴进一步退坡的背景下，我国新能源车销量取得高速增长，说明我国新能源汽车市场已经从政策驱动转向市场拉动，新能源汽车市场需求开始在不依赖政策强力推动下稳定释放。随着新能源汽车积分制度等长期政策的实施，新能源汽车产业技术在不断进步，配套更多符合市场需求的新能源车型和品牌将陆续推出，中国动力电池市场需求量也将保持高速增长的态势，同时带动上游负极材料市场规模进一步增长。（二）消费电子市场对锂电池负极材料需求增速放缓，但仍保持平稳发展态势消费电子产品亦为锂电池重要的应用领域，锂电池应用场景主要包括手机、笔记本、平板电脑、充电宝等，近年来进入成熟发展阶段，产销量整体呈平稳增长态势。2020年，我国3C数码电池产量同比增长2．9%，达到51．0GWh。目前消费电子产品市场的发展趋势是智能化、品质化、个性化提升，未来高端数码软包电池、柔性电池、高倍率电池等将受高端智能手机、可穿戴设备、无人机等领域带动，成为数码电池市场的主要增长点，对锂电负极材料的需求有望继续保持低增速平稳发展的态势。（三）工业储能前景广阔，有望成为锂电池行业发展的蓝海领域储能能够为电网运行提供调峰、调频、备用、黑启动、需求响应支撑等多种服务，是提升传统电力系统灵活性、经济性和安全性的重要手段；储能能够显著提高风、光等可再生能源的消纳水平，支撑分布式电力及微网，是推动主体能源由化石能源向可再生能源更替的关键技术。锂电池凭借高能量密度、高功率密度和高效率成为全球主要储能系统之一，目前广泛应用于电网储能、家庭储能、通信储能等各种储能领域。在国家各种扶持新能源产业发展政策的支持下，风能、光伏等可再生能源将获得更大规模的应用，储能锂电池将形成巨大的市场需求。2020年中国储能电池出货量为16．20GWh，同比增长69．81%。据高工锂电预计，2025年中国储能电池出货量将达到58GWh。随着锂电池成本的持续下降，储能应用场景逐步成熟，未来储能电池市场将迎来快速发展，成为锂电池市场新的增长点，对负极材料的长期需求或不亚于动力电池市场。2021年7月，国家发改委、国家能源局联合发布的《关于加快推动新型储能发展的指导意见》提出：到2025年，实现锂离子电池等新型储能从商业化初期向规模化发展转变，装机规模达3，000万千瓦以上；到2030年，实现新型储能全面市场化发展，新型储能成为能源领域碳达峰、碳中和的关键支撑之一。随着储能产业规模化发展战略的逐步落地，锂电负极材料行业将迎来巨大的市场需求空间。2015-2021年，我国负极材料出货量由7．28万吨增长至72万吨，保持高速增长的趋势。2022年上半年，我国负极材料出货量54万吨，同比增长68%。未来几年，全球新能源汽车渗透率及单车带电量将进一步提升，新能源汽车市场和储能电池市场在政策支持和技术进步的双重影响下，预计将继续带动锂电负极材料市场需求的快速增长。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、税收优惠、科研投入、政府采购、标准制定等多个方面，构建了一整套支持新能源汽车加快发展的政策体系，对新能源汽车产业的发展起到了重要促进作用，为动力电池负极材料行业提供了广阔的发展空间。根据国家已出台的补贴政策显示，补助标准将逐步减少，地方补贴也存在调整的风险，近年来新能源汽车行业政府补贴退坡加快，若未来其他相关产业支持政策发生重大不利变化，将进一步压缩整个新能源汽车产业链的利润，可能对行业发展带来不利影响。（二）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。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）人造石墨，2022-2025年国内需求量分别约为6/8/9/10万吨，海外人造石墨需求量分别约为4/4/5/6万吨；2）天然石墨，2022-2025年国内需求量分别约为1/2/2/3万吨，海外天然石墨需求量分别约为1/2/3/3万吨；3）硅基负极，2022-2025年国内需求量分别约为0．03/0．1/0．2/0．4万吨，海外需求量分别约为0．03/0．1/0．2/0．5万吨。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。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