鋰電池負極材料行業投資潛力及發展前景鋰電池負極材料行業發展概況（一）鋰電池負極材料行業發展歷程日本是全球率先實現鋰電商業化的國家。早在2000年以前，日本企業在鋰電池負極材料領域幾乎處于全球壟斷地位，市場占有率超過90%，且產品價格高企，國內鋰電池企業的材料成本負擔沉重。21世紀前10年，我國鋰電行業實現跨越式發展，世界鋰電負極產業逐步向中國轉移，我國成為世界負極材料的主要生產國。在此期間，3C數碼領域開始大規模采用鋰電池供能，中間相炭微球受限于比容量較低、價格較高，逐步退出主流應用場景，取而代之的是能量密度更高、成本更低的石墨材料。2003年，貝特瑞成功以天然鱗片石墨為原料開發出球形石墨并實現產業化。2005年，杉杉股份成功研制出新型人造石墨材料。至2010年，我國已成為全球主要的負極材料生產國，貝特瑞、杉杉股份等企業已發展成為行業龍頭，負極材料出貨量位居全球前列。2011年后，消費鋰電市場步入成熟期，新能源汽車為動力鋰電帶來新機遇。近年來，在能源依賴及環境保護的雙重壓力下，新能源汽車行業在全球范圍內迎來了加速發展時期，我國政府也連續出臺了一系列推廣新能源汽車普及、應用的政策，刺激新能源汽車產業的加速發展。2015年，全球新能源汽車銷量約55萬輛，2021年已增長至670萬輛，其中中國市場銷量355萬輛，連續7年位居全球第一。新能源汽車行業的發展，間接帶動了動力鋰電池及鋰電負極材料行業的發展，我國負極材料出貨量從2015年的7．28萬噸增長至2021年的72萬噸。（二）鋰電池負極材料行業發展現狀1、市場規模方面，負極材料出貨量迎來爆發式增長2015-2020年，我國負極材料出貨量由7．28萬噸增長至36．5萬噸，5年復合增長率為38．05%；我國負極材料市場規模由30億元增長至148億元，5年復合增長率為37．60%。2021年，受益于下游鋰電池市場快速增長，我國負極材料出貨量達到72萬噸，同比增長97%。2022年上半年，我國鋰電負極材料出貨量54萬噸，同比增長68%。2、全球格局方面，中國廠商已占據全球負極材料86%市場份額據EVTank統計，2021年中國負極材料產量占全球總產量的86．1%。其中貝特瑞、杉杉股份、璞泰來的全球出貨量占比分別為19%、11%、11%，是全球負極材料的行業龍頭。3、產品結構方面，人造石墨已成為負極材料主流產品目前市場上的負極材料中，天然石墨成本更低，但人造石墨在循環性能、安全性能、充放電倍率等方面表現更為優秀，因此人造石墨廣泛應用于大容量的車用動力電池和中高端消費電池，天然石墨則主要用于小型動力電池和一般用途的消費鋰電。新興的硅碳負極產品雖然理論能量密度更高，充放電倍率也更高，但其安全性和循環使用壽命方面仍有缺陷，且成本更高，市場份額較小。2021年，我國負極材料出貨量中，人造石墨占比達79%。4、鋰電池負極材料行業2021年市場受環保及能耗政策影響，石墨化產能緊缺石墨化是人造石墨生產制備的關鍵環節，石墨化本質是使用高溫熱處理技術，對原子重排，使碳材料的亂層結構轉變為規則排列的石墨微晶結構的過程，需要消耗大量電能。石墨化成本在人造石墨負極材料制造成本中占55%，電費在石墨化成本中占比達60%。我國內蒙古自治區由于單位電價相對低廉，是我國石墨化產能的重要集聚地，約占全國總產能的47%。石墨化產能的建設周期較長，一般至少需要一至兩年時間。近年來，因受政府能耗控制政策、環評壓力、頻繁限電及電費上漲等因素影響，石墨化產能的建設及釋放進度受限，企業開工率也受到影響，加之市場對人造石墨負極材料需求的快速攀升，導致石墨化出現供需缺口。尤其是2021年下半年，為響應能耗雙控政策，全國多地通過限制高耗能企業用電總量、提高電價、限制用電時段等方式促進能耗減排。5、2022年以來，負極材料產能釋放，產量有所回升由于石墨化產能釋放受限，2021年9月開始，我國負極材料月度產量開始下滑，2021年12月產量僅為5．69萬噸，相較8月份減少18%。2022年以來，隨著新建項目的投產，以及能耗雙控政策的有所緩解，負極材料產能得到釋放，產量開始回升，2022年1-5月合計產量同比增長35%。6、鋰電池負極材料行業受供需關系影響，近兩年人造石墨價格上漲迅速2021年以來，受新能源汽車產業迅速增長的拉動，負極材料需求旺盛，受限于石墨化產能緊缺，市場供給提升幅度有限，導致2021年以來人造石墨產品價格連續上漲。鋰電池行業需求爆發，負極材料維持高景氣（一）新能源汽車+儲能推升鋰電池需求高增三駕馬車帶動鋰電爆發式增長。鋰離子電池下游需求場景主要為消費電子、動力電池、儲能電池。從全球來看，鋰電池出貨量整體呈現增長趨勢，且增長幅度較大。根據EVTank統計，2021年全球鋰電池出貨量達到562．4GWh，同比+90．97%。2021年中國鋰電池出貨量為327GWh，同比+128．67%。2021年中國不同類型鋰離子電池出貨量占比均超50%。從趨勢上看，動力電池占比整體呈現下降趨勢，但自2021年占比有所回升；儲能電池、小動力及3C電池占比連續五年增長，且增速較快。新能源汽車發展迅猛，動力電池需求旺盛。新能源汽車需求大增，產銷量持續上漲。2021年全球和中國新能源銷量分別為650萬輛和352萬輛，同比+108%和157%。新能源汽車需求的旺盛帶動鋰離子動力電池出貨量增長。2021年全球和中國鋰離子動力電池出貨量分別為371GWh和220GWh，同比+135%和160%。風光發電齊發展，儲能布局再加速。全球以及中國鋰離子儲能電池下游需求旺盛，出貨量增長迅猛。根據EVTank數據，2021年全球和中國鋰離子儲能電池出貨量分別為66．3GWh和42．3GWh，同比+132．53%和+197．43%。根據國家能源局數據，2021年中國累計儲能裝機量為43．44GW，同比+22．02%。下游需求增長點：1）新能源裝機量大幅提升，儲能需求隨之抬升。根據國家能源局數據，2020年和2021年我國風電和光伏發電累計裝機量分別534．6GW和637．1GW，同比+28．92%和+19．62%。2020年我國風電和光伏新增裝機量分別為71．69GW和48．28GW，同比+178．44%和60．35%。從新能源特性看，新能源發電具有不間歇性，因此需要通過儲能解決新能源消納以及沖擊電網的問題。從政策層面看，要求新能源強制配儲10%-20%，且配儲時長為2小時；2）電化學儲能技術占比持續提升。根據CNESA，全球和中國的電化學儲能占比呈現上漲的趨勢。截至2021年，全球和中國的電化學儲能累計裝機量占比分別為10．05%和11．8%。成本的降低是推動電化學儲能發展的重要因素；3）電化學儲能成本大幅下降，儲能經濟性逐步提升。5G手機+穿戴設備齊飛，小型鋰電需求穩定增長。全球以及中國鋰離子電池穩定增長。根據EVTank，全球和中國鋰離子小型電池出貨量持續攀升。2021年全球和中國鋰離子小型電池出貨量分別為125．10GWh和71．81GWh，同比+16．05%和20．08%。下游產品的需求增長以及升級換代是鋰離子小型電池增長的動力：1）5G手機銷量高增，鋰電池需求增長。根據IDC數據，2020年和2021年全球5G手機出貨量分別為2．4億臺和5．3億臺，同比+1183．42%和120．83%。5G手機芯片的耗電量是4G手機芯片的2．5倍。基于5G手機耗電量大增，為保證手機續航能力，手機電池容量將大幅增長。2）可穿戴設備成為新增長點。全球可穿戴設備銷量持續創新高。根據IDC數據，2021年全球可穿戴設備銷量為5．33億臺，同比+19．86%。可穿戴設備產品結構中，主要以智能耳機和智能手表為主。2021年智能耳機和智能手表占比分別為58．16%和23．92%。從長期來看，AR和VR或將帶來新的鋰離子小型電池需求。（二）人造石墨需求較大，硅基負極出貨持續高增人造石墨地位穩定，硅基負極出貨量維持高速增長。分負極材料種類來看，1）天然石墨受其特性影響，增速相對緩慢。2017-2021年我國天然石墨出貨量持續攀升，但增速相較于人造石墨以及硅基負極緩慢。根據GGII統計，2018/2019/2020/2021年我國天然石墨出貨量分別為4．58/4．77/5．84/10．08萬噸，分別同比增長16%/4%/22%/73%。2020年和2021年天然石墨出貨量大增的主要原因是新能源汽車銷量的上漲所致，但是由于天然石墨的能量密度較低，因此天然石墨整體的出貨量以及增速不及人造石墨；2）人造石墨綜合性能突出，負極材料霸主地位難撼動。根據GGII統計2018/2019/2020/2021年我國人造石墨出貨量分別為13．3/20．8/30．7/60．5萬噸，分別同比增長32%/56%/48%/97%。2021年我國人造石墨出貨量占比為84%，同比提高了5pct。人造石墨的出貨量高增的主要原因為新能源汽車對于續航要求提高，人造石墨的能量密度相對于天然石墨更高，因此出貨量占比有所提升；3）硅基負極增速不斷提升，有望成為重要的負極材料之一。根據GGII統計2018/2019/2020/2021年我國硅基負極出貨量分別為0．25/0．37/0．6/1．1萬噸，分別同比增長56%/48%/62%/83%。影響鋰電池負極材料行業發展的不利因素鋰離子電池作為新能源汽車成本的重要組成部分，其成本下降是新能源汽車大規模推廣的前置條件之一。因此，作為鋰離子電池產業鏈條的上游環節，負極材料行業亦有不斷降低成本的壓力。雖然新能源汽車的大規模推廣必然帶來負極材料行業規模的大幅增長，但如果企業不能做到規模化生產并通過規范的管理、持續的技術創新降低成本，可能導致在收入增長的同時出現毛利率下降的情形。石墨化+一體化企業優勢凸顯，硅基負極為未來發展方向（一）受雙控+限電影響，石墨化供給短期或仍將不足石墨化是人造石墨的必經之路。石墨化是將物料按一定的升溫曲線進行加熱處理直至物料轉化為石墨制品的過程，該過程以熱能引起的運動為基礎，使碳進一步富集，碳原子實現由亂層結構向石墨晶體結構的有序轉化。石墨化過程為將主材料均勻放入石墨坩堝內，再通過天車吊起平放入石墨化爐中，將電阻料放入爐芯處石墨坩堝外圍，外邊包覆保溫料，將爐體填滿，即完成裝爐。將爐體裝滿后，即進入電加熱過程。通過石墨化爐兩側的電極進行通電加熱，時間通常不超過48小時，在爐內達到一定溫度后加蓋爐頂并設置集氣罩，爐內溫度將繼續升至2800℃-3000℃，最終將坩堝內含碳物質在高溫熱處理下，使其具備石墨晶體結構特征。通電加熱結束后，將爐頂打開，靜置冷卻至材料恢復常溫，即結束該生產過程。通常情況下，石墨化工序或提純工序一個周期將達到15-22天。高溫高耗電量+產能擴張較緩或將導致我國石墨化供需錯配。從供需情況上看，2023年我國石墨化或將呈現供給不足的情況。根據頭豹研究院測算，2022年我國石墨化供給和需求分別為72萬噸和64萬噸；2023年我國石墨化供給和需求分別為85．3萬噸和91．4萬噸。從能耗上來看，石墨化企業屬于高能耗企業。石墨化爐種類多樣，但高溫以及高耗電量難以避免。我國目前主流的石墨化爐為艾奇遜石墨化爐和內串式石墨化爐。根據石墨網統計，艾奇遜石墨化爐和內串式石墨化爐的耗電量巨大，其耗電區間分別為4000～4800kwh/t、3300～4000kwh/t。從石墨化產能布局來看，我國石墨化產能主要集中在西北地區，市場格局較為分散。1）根據高工鋰電統計，2021年內蒙古石墨化產能占比為41%、四川為17%、山西為12%、青海為8%。由于石墨化需要消耗大量的電力，因此石墨化產能布局整體上是根據電力供應能力以及電價分布的。2）石墨化市場格局較為分散，根據頭豹研究院，2021年我國外協廠的石墨化市場占比達到了63%。在上市公司中，璞泰來石墨化市場份額最大，達到了整體市場份額的13%。從政策端來看，雙控政策不斷出臺，石墨化產能釋放受阻。2021年國家發改委出臺《完善能源消費強度和總量雙控制度方案》后，各省市發改委相繼出臺相關的雙控政策，石墨化廠商產量受限。以我國石墨化產能占比最大的內蒙古自治區為例，2022年7月內蒙古自治區發改委發布了《關于完善能耗強度和總量雙控政策保障穩中求進高質量發展的通知》，其中下達了對于各盟市年度能耗強度降低目標任務，以及加強了對于兩高項目的認定、管理、審核。（二）一體化趨勢加劇，龍頭企業優勢凸顯一體化是負極材料企業降本的主要方式，其中石墨化自供率為重中之重。1）石墨化在人造石墨中的占比較高。目前我國大部分負極材料廠商的石墨化都是以外協廠加工為主。根據璞泰來2021年年報，公司人負極材料加工費占比為41．75%；2）電價上漲，抬升石墨化費用。根據璞泰來2021年年報，石墨化的主要成本為制造費用以及輔助生產費用，占比達到84．16%。由于石墨化需要消耗大量的電力，因此電費對于制造費用以及輔助生產費用的影響較大。隨著各地電力市場改革進程加速，高耗能企業的電價進一步提升，因此將會推升石墨化的成本；3）受調控政策影響，有效產能不足，石墨化供應緊缺，石墨化加工價格上漲。4）委外加工石墨化大幅拉低負極材料企業毛利率。根據尚太科技的測算，2020年當石墨化委外加工占比達到30%和50%時，負極材料毛利率分別下降7．98%和13．30%。負極材料廠商擴產石墨化產能，石墨化自給率有望提升。根據GGII數據，2021年璞泰來、杉杉股份、中科電氣、翔豐華、凱金能源石墨化自給率分別為66．67%、35．00%、53．03%。根據各公司公告（據不完全統計），中科電氣規劃石墨化產能達20萬噸，杉杉股份規劃石墨化高達50萬噸，貝特瑞規劃石墨化產能達28萬噸。（三）硅基負極未來可期硅基負極克容量高，可大幅提升新能源汽車的續航里程。續航里程是新能源汽車的痛點之一。為了滿足消費者的續航需求，我國純電動新能源汽車續航里程不斷提高。根據數據顯示，2018-2021年純電新能源汽車最高續航里程分別為565km/660km/706km/840km/1008km。解決續航里程的方法除了增加電池尺寸，其次是提高電池的能量密度。以磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池為例，歷年來能量密度都是不斷提升的。由于硅基負極的克容量遠高于天然石墨和人造石墨，因此硅基負極的應用可提升動力電池的能量密度，提升新能源汽車的續航里程。快充車型紛至沓來，硅基負極高倍率性能傲視群雄。隨著消費者對于補能時長要求的提高，縮短補能時長是發展新能源汽車發展需要解決的問題。從供給端來看，已有多家車企已經或即將推出800V的快充車型。為了提升電池的充放電效率，就需要使用高倍率的電池。高倍率電池一般指的是連續放電能力≥3C的鋰離子電池，鋰離子電池是一種充電高倍率電池，它主要依賴鋰離子在正極和負極之間移動來工作。因此，具有高倍率性能的負極材料將提高鋰電池的充放電能力。大圓柱電池推出，負極材料膨脹率容忍度提高。硅先天不如石墨穩定，因此在充放電的過程中容易膨脹。一般碳基負極在嵌鋰反應中體積的膨脹不超過10%，而硅基則能膨脹360%，從而引發SEI膜破損等副反應，導致電池容量衰減。大圓柱電池帶動硅基負極材料需求上漲主要原因為：1）圓柱電池體積更大。硅基負極在充放電的過程中膨脹率極高，大圓柱電池的體積較大，為硅的膨脹預留了一定的空間，減少了膨脹所帶來的影響；2）大圓柱電池表面為弧形。硅基負極的膨脹時多個方向可以分攤膨脹壓力，因此對于硅基負極的膨脹容忍度更高。鋰電池負極材料行業壁壘（一）鋰電池負極材料行業規模和資金壁壘鋰電池負極材料行業具有規模經濟的特點。生產規模較大、資金雄厚的企業在上下游議價、生產運營方面具有更好的規模效益，成本控制能力更強，市場戰略的靈活性更高，更容易受