新能源與汽車行業：新能源鋰電池系列報告之六石墨化缺口仍在工藝迭代及一體化布局重塑負極格局-20220308（24頁）.pdf

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1、 敬請參閱末頁重要聲明及評級說明 證券研究報告 石墨化缺口仍在，工藝迭代及一體化布局重塑負極格局 -新能源鋰電池系列報告之六 Table_IndNameRptType 新能源與汽車新能源與汽車 行業研究/深度報告 行業評級：增持行業評級：增持 報告日期： 2022-03-08 Table_Chart 行業指數與滬深行業指數與滬深 300 走勢比較走勢比較 Table_Report 相關報告相關報告 1.鋰電池面向新能源車、儲能、鉛酸替代的萬億空間新能源鋰電池系列報告之一總篇2020-8-26 2. 回暖趨勢已現， 磷酸鐵鋰春天到新能源鋰電池系列報告之二磷酸鐵鋰2020-9-15 3. 從供需探

2、討磷酸鐵鋰變化發展新能源鋰電池系列報告之三2021-1-5 4. 鋰電正極高鎳三元與磷酸鐵鋰兩翼齊飛新能源鋰電池系列報告之四 2021-1-18 5. 鈉電定位儲能及鉛酸替代， 鋰電仍為主流新能源鋰電池系列報告之五2021-5-24 3.鋰電行業周報：上下游合作產業 主要觀點：主要觀點： Table_Summary 格局：負極三大四小，產品市場分層導致相對分散穩定格局：負極三大四小，產品市場分層導致相對分散穩定 負極材料是鋰電池四大關鍵材料之一，成本占比 8%左右。天然石墨雖然具備成本和比容量優勢，但人造石墨在循環性能、安全性能、充放電倍率表現更為優秀，市占率在 80%以上。天然石墨市場份額高

3、度集中，人造石墨市場仍較分散。 主要由各負極廠商產品定位帶來價格以及市場的分層，從而造成格局相對分散且穩定的局面。目前來看負極材料市場已形成三大四小格局，尚未走出絕對龍頭， “三大”企業間無絕對差距，“四小”市占相近，追趕“三大”意愿強烈。 工藝：石墨化成本高，廂式爐主流化，連續石墨化或是革新方向工藝：石墨化成本高，廂式爐主流化，連續石墨化或是革新方向 人造石墨負極工藝復雜，石墨化是生產制備的關鍵環節，生產經驗極其關鍵，同時又是高能耗環節，電費在石墨化成本中占比高達 60%，而石墨化成本在人造石墨負極制造成本中占 55%， 降低石墨化電耗是降本關鍵。從裝爐方式改進：各負極企業逐步替代選用箱式爐

4、，箱式爐較坩堝減少了 40%-50%耗電量，環保友好，但工藝較難，所以目前僅少數頭部企業具備穩定生產能力；從運行方式改進：連續石墨化或是革新方向，連續石墨化較間歇法優勢在于產品一致性高且大幅度降低耗電量， 縮短生產周期，缺點在于石墨化程度低，目前主要應用于低端動力領域，量產技術還需突破。 供需： 石墨化供需缺口仍在，供需： 石墨化供需缺口仍在， 一體化自供率提升一體化自供率提升 25pct25pct 毛利率提升毛利率提升 8pct8pct 供給端：由于各地限產限電導致石墨化產能開工率低，供給緊缺，石墨化價格攀升。預計 22 年/23 年石墨化產能為 111/153 萬噸。需求端：預計 22 年

5、/23 年人造石墨出貨量在 79/104 萬噸，石墨化需求為 87.8/115.6萬噸。在中性假設下，在中性假設下，2222 年年/ /2323 年存在石墨化缺口，分別為年存在石墨化缺口，分別為- -6.5/6.5/- -8.48.4 萬萬噸噸；在保守假設下，石墨化缺口進一步拉大，分別為在保守假設下，石墨化缺口進一步拉大，分別為- -18.1/18.1/- -23.723.7 萬噸。萬噸。 一體化布局考量：石墨化自一體化布局考量：石墨化自供率提升供率提升 25pct25pct 毛利率提升毛利率提升 8pct8pct 石墨化價格攀升及原材料價格上漲帶來的負面影響被企業不斷提升的石墨化價格攀升及原

6、材料價格上漲帶來的負面影響被企業不斷提升的自供率抵消反轉，單噸利潤不降反升，從自供率抵消反轉，單噸利潤不降反升，從 2121 年的單噸毛利率年的單噸毛利率 25%25%有望有望升至升至 2323 年的年的 36%36%以上，提升以上，提升 11pct11pct 左右。左右。根據我們的測算，當自供率每根據我們的測算，當自供率每提高提高 25%25%，單噸毛利率將提升，單噸毛利率將提升 8pct8pct 左右。左右。 投資建議投資建議 我們建議關注石墨化自供率高的璞泰來璞泰來，擴產迅速，有望邁向一線廠商的中科電氣中科電氣，地位穩固，技術領先的貝特瑞、杉杉股份貝特瑞、杉杉股份，人造石墨、天然石墨雙驅

7、動的翔豐華翔豐華。 風險提示風險提示 新能源汽車發展不及預期；下游需求不及預期；原材料價格波動；石墨化產能擴張不及預期。 -24%-2%20%42%65%87%3/216/219/2112/21電氣設備滬深300Table_CompanyRptType 行業研究行業研究 敬請參閱末頁重要聲明及評級說明 2 / 25 證券研究報告 正文正文目錄目錄 1 總論總論 . 5 2 格局：人造石墨是主流，三大四小競爭激烈格局：人造石墨是主流，三大四小競爭激烈 . 8 2.1 人造石墨性能更優，份額逐年提升 . 8 2.2 負極三大四小，產品市場分層導致相對分散穩定，人造石墨競爭激烈 . 9 3 工藝：流

8、程復雜，石墨化成本高，箱式爐主流化，連續石墨化或是革新方向工藝：流程復雜，石墨化成本高，箱式爐主流化，連續石墨化或是革新方向. 12 3.1 人造石墨工藝復雜，石墨化成本占比高 . 12 3.2 箱式爐逐步替代坩堝爐，連續石墨化或是未來革新方向 . 14 4 供需：石墨化供給缺口仍在，一體化路線提升競爭優勢供需：石墨化供給缺口仍在，一體化路線提升競爭優勢 . 18 4.1 石墨化供需敏感性分析 . 18 4.2 一體化布局自供率提升 25PCT毛利率提升 8PCT . 20 5 重點公司重點公司 . 22 5.1 璞泰來：石墨化自供率高，單噸盈利能力強 . 22 5.2 中科電氣：強勢擴產，一

9、體化布局邁向一線 . 23 5.3 貝特瑞：人造石墨加速上量，硅基負極技術領先 . 23 5.4 杉杉股份：老牌廠商，自供率+技術優勢穩固市場地位 . 23 5.5 翔豐華：人造/天然石墨雙輪驅動，產能穩步提升 . 23 風險提示風險提示 . 24 oUpVxX9XnUNA7NcM6MtRrRmOnPlOmMmPfQqQzQbRqQyRMYpNrOMYtOsQTable_CompanyRptType 行業研究行業研究 敬請參閱末頁重要聲明及評級說明 3 / 25 證券研究報告 圖表目錄圖表目錄 圖表圖表 1 2021 年人造石墨市場份額年人造石墨市場份額 . 5 圖表圖表 2 2021 年天然

10、石墨市場份額年天然石墨市場份額 . 5 圖表圖表 3 人造人造石墨石墨負極制造成本負極制造成本 . 5 圖表圖表 4 石墨化產能地區分布石墨化產能地區分布 . 5 圖表圖表 5 不同石墨化方式的性能對比不同石墨化方式的性能對比 . 6 圖表圖表 6 石墨化環節供需缺口測算石墨化環節供需缺口測算 單位：萬噸單位：萬噸 . 6 圖表圖表 7 石墨化自供率每提石墨化自供率每提高高 25PCT，單噸毛利率提升，單噸毛利率提升 8PCT . 7 圖表圖表 8 鋰電負極材料重點公司鋰電負極材料重點公司 . 7 圖表圖表 9 鋰電池工作原理鋰電池工作原理 . 8 圖表圖表 10 鋰電池成本構成鋰電池成本構成

11、 . 8 圖表圖表 11 負極材料的分類負極材料的分類 . 8 圖表圖表 12 不同類型負極材料性能對比不同類型負極材料性能對比 . 9 圖表圖表 13 國內負極材料產品結構國內負極材料產品結構(萬萬噸噸) . 9 圖表圖表 14 國內不同類型負極材料占比國內不同類型負極材料占比 . 9 圖表圖表 15 2021 年負極材料市場份額年負極材料市場份額 . 10 圖表圖表 16 2020 年負極材料市場份額年負極材料市場份額 . 10 圖表圖表 17 負極行業集中度相對穩定負極行業集中度相對穩定 . 10 圖表圖表 18 不同負極企業對比不同負極企業對比 . 11 圖表圖表 19 2021 年人

12、造石墨市場份額年人造石墨市場份額 . 11 圖表圖表 20 2021 年天然石墨市場份額年天然石墨市場份額 . 11 圖表圖表 21 負極企業部分產能規劃負極企業部分產能規劃 . 11 圖表圖表 22 人造石墨生制造人造石墨生制造流程圖流程圖 . 12 圖表圖表 23 各負極企業人造石墨制備工藝存在差異各負極企業人造石墨制備工藝存在差異 . 13 圖表圖表 24 針狀焦石墨化示意圖針狀焦石墨化示意圖 . 13 圖表圖表 25 石墨化晶格轉變示意圖石墨化晶格轉變示意圖 . 13 圖表圖表 26 石墨化石墨化環節的生產工藝流程圖的生產工藝流程圖 . 14 圖表圖表 27 人造石墨負極制造成本人造石

13、墨負極制造成本 . 14 圖表圖表 28 石墨化產能地區分布石墨化產能地區分布 . 14 圖表圖表 29 艾奇遜、內熱串接和連續式石墨化爐結構示意圖艾奇遜、內熱串接和連續式石墨化爐結構示意圖 . 15 圖表圖表 30 市場上廣泛應用的石墨化加工設備市場上廣泛應用的石墨化加工設備 . 15 圖表圖表 31 負極企業石墨化加工的工藝選擇負極企業石墨化加工的工藝選擇 . 16 圖表圖表 32 坩堝爐結構示意圖坩堝爐結構示意圖 . 16 圖表圖表 33 箱式爐結構示意圖箱式爐結構示意圖 . 16 圖表圖表 34 坩堝爐和箱式爐裝爐方式對比（璞泰坩堝爐和箱式爐裝爐方式對比（璞泰來為例）來為例） . 16

14、 圖表圖表 35 璞泰來山東興豐及內蒙古興豐工藝改造測算璞泰來山東興豐及內蒙古興豐工藝改造測算 . 17 圖表圖表 36 不同石墨化方式的性能對比不同石墨化方式的性能對比 . 17 圖表圖表 37 去年以來人造石墨價格持續提升去年以來人造石墨價格持續提升 . 18 圖表圖表 38 石墨化價格走勢（萬元石墨化價格走勢（萬元/噸）噸） . 18 圖表圖表 39 2021 年各地限產限電政策梳理年各地限產限電政策梳理. 18 圖表圖表 40 人造石墨出貨量測算人造石墨出貨量測算 . 19 圖表圖表 41 石墨化環節供需缺口測算石墨化環節供需缺口測算 單位：萬噸單位：萬噸 . 20 Table_Com

15、panyRptType 行業研究行業研究 敬請參閱末頁重要聲明及評級說明 4 / 25 證券研究報告 圖表圖表 42 主要負極企業石墨化自供率估算（萬噸）主要負極企業石墨化自供率估算（萬噸） . 20 圖表圖表 43 石墨化價格上漲對企業盈利能力影響石墨化價格上漲對企業盈利能力影響 單位：萬元單位：萬元/噸噸 . 21 圖表圖表 44 石墨化自供比例對毛利率的敏感性分析石墨化自供比例對毛利率的敏感性分析 單位：萬元單位：萬元/噸噸 . 22 圖表圖表 45 石墨化自供率每提高石墨化自供率每提高 25PCT，單噸毛利率提升，單噸毛利率提升 8PCT . 22 Table_CompanyRptTy

16、pe 行業研究行業研究 敬請參閱末頁重要聲明及評級說明 5 / 25 證券研究報告 1 總論總論 負極材料是鋰電池四大關鍵材料之一，負極材料是鋰電池四大關鍵材料之一，約占整個鋰電池制造成約占整個鋰電池制造成本本 8%左右左右，關鍵功用在于可逆地脫/嵌鋰離子，是由活性物質、粘結劑和添加劑制成糊狀膠合劑后，涂抹在銅箔兩側，經過干燥、壓制而成。天然石墨雖然具備成本和比容量的優勢，但是人造石人造石墨在循環性能、安全性能、充放電倍率表現更為優秀，市占率墨在循環性能、安全性能、充放電倍率表現更為優秀，市占率目前穩定在目前穩定在 80%以上。以上。 天然石墨市場份額高度集中，人造石墨市場仍較分散。主要由天然

17、石墨市場份額高度集中，人造石墨市場仍較分散。主要由各負極廠商產品定位各負極廠商產品定位帶來價格帶來價格以及市場的以及市場的分層，從而分層，從而造成造成格局相對格局相對分散且分散且穩定穩定的局面的局面。目前來看目前來看負極材料市負極材料市場已形成三大四小格局場已形成三大四小格局，尚未走出絕對龍頭， “三大”企業間無絕對差距， “四小”市占尚未走出絕對龍頭， “三大”企業間無絕對差距， “四小”市占相近，追趕“三大”意愿強烈相近，追趕“三大”意愿強烈。 圖表圖表 1 2021 年人造石墨市場份額年人造石墨市場份額 圖表圖表 2 2021 年天然石墨市場份額年天然石墨市場份額 資料來源：真鋰研究、華

18、安證券研究所 資料來源：真鋰研究、華安證券研究所 人造石墨人造石墨負極負極工藝復雜工藝復雜， 石墨化， 石墨化生產生產經驗極其關鍵經驗極其關鍵。 人造石墨生產流程分為預處理、造粒、石墨化、篩分等步驟。其中造粒和石墨化環節體現企業競爭力。石墨化環節沒有標準工藝，由于爐型、原料、產品不同，導致升降溫工藝曲線不同，且上下層材料沒法實時監控，時間周期長導致返工難，所以生產經驗極其重要。 石墨化是人造石墨生產制備的關鍵環節，同時又是高能耗環節石墨化是人造石墨生產制備的關鍵環節，同時又是高能耗環節。石墨化本質是使用高溫熱處理（HTT）對原子重排及結構轉變提供能量的過程，需要消耗大量能量，電費電費在石墨化成

19、本中占比高達在石墨化成本中占比高達 60%， 而石墨化成本在人造石墨負極制造成本中占， 而石墨化成本在人造石墨負極制造成本中占 55%， 降低， 降低石墨化電耗是降本關鍵石墨化電耗是降本關鍵，因此國內石墨化產能多分布于低電價地區內蒙、四川等。 圖表圖表 3 人造人造石墨石墨負極制造成本負極制造成本 圖表圖表 4 石墨化產能地區分布石墨化產能地區分布 資料來源：隆眾咨詢，華安證券研究所 資料來源：隆眾咨詢，華安證券研究所 工藝選擇是降本關鍵所在，工藝選擇是降本關鍵所在，箱式爐逐步應用，箱式爐逐步應用，連續化連續化可能可能是是未來革新方向未來革新方向。從裝爐方式角度來看，目前的主流是坩堝法，工藝成

20、熟但有耗電量大、環保不友好等缺點，各江西紫宸20%上海杉杉17%貝特瑞14%尚太科技12%東莞凱金11%星城石墨10%翔豐華 4%其他 12%貝特瑞63%翔豐華17%星城石墨 2%江西正拓 2%其他16%石墨化55%原料29%造粒10%粉碎5%混料篩分1%內蒙古47%四川14%山西13%青海6%湖南6%Table_CompanyRptType 行業研究行業研究 敬請參閱末頁重要聲明及評級說明 6 / 25 證券研究報告 負極企業逐步改用箱式爐，箱式爐較坩堝減少了 40%-50%耗電量，環保友好，但工藝較難，所以目前僅少數頭部企業具備穩定生產能力。從工藝運行方式來看，可分為間歇式和連續式，連續式

21、并無特定的裝爐方式，是指在生產過程中無斷電環節，產品經過一系列溫區， 實現連續石墨化， 其優勢是產品一致性高且大幅度降低耗電量， 縮短生產周期，缺點在于石墨化程度低，目前主要應用于低端動力領域，量產技術還需突破。 圖表圖表 5 不同石墨化方式的性能對比不同石墨化方式的性能對比 類型類型 坩堝爐坩堝爐 箱式爐箱式爐 連續連續式式 單位耗電量（單位耗電量（kWkWh h） 18000 12000 8000 石墨化程度石墨化程度 0.9638 0.9582 0.9373 容量（容量（mAh/gmAh/g） 353 353 345 比表面積比表面積 - 較高 較低 加工速率（折算加工速率（折算/kg/

22、h/kg/h） 41.7 50 60 一致性一致性 中 較低 高 成本成本 高 低 低 資料來源： 石墨化方式對鋰離子電池人造石墨負極材料性能的影響 ，華安證券研究所 供給端，由于 2021 年各地限產限電導致石墨化產能開工率低，供給緊缺，石墨化價格攀升。2020 年石墨化產能有 70 萬噸，2021 年石墨化產能 88 萬噸左右，全年石墨化產能僅增加 18 萬噸左右。 我們預計 22 年/23 年石墨化產能為 111/153 萬噸。 需求端，我們預測 22 年/23 年人造石墨出貨量在 79/104 萬噸，石墨化需求為 87.8/115.6 萬噸。在中性假設下，在中性假設下，22 年年/23

23、 年存在石墨化供需缺口，為年存在石墨化供需缺口，為-6.5/-8.4 萬噸萬噸；在在保守保守假設下，石假設下，石墨化缺口進一步拉大，供需缺口為墨化缺口進一步拉大，供需缺口為-18.1/-23.7 萬噸。萬噸。 圖表圖表 6 石墨化環節供需缺口測算石墨化環節供需缺口測算 單位：萬噸單位：萬噸 2021A 2022E 2023E 人造石墨出貨量 54 79 104 石墨化需求 （90%收率） 60.0 87.8 115.6 貝特瑞 2 5 10 璞泰來 9 12 22 杉杉股份 4.2 9.4 19.4 東莞凱金 6 6 13 中科電氣 5.7 9.5 14.5 翔豐華 1.5 1.5 4.5 尚

24、太科技 9.7 9.7 9.7 其他 50 58 60 石墨化產能石墨化產能 88 111 153 保守 60% 60% 60% 開工率開工率 中性 70% 70% 70% 樂觀 80% 80% 80% 保守 52.86 69.66 91.86 石墨化供給石墨化供給 中性 61.67 81.27 107.17 樂觀 70.48 92.9 122.48 保守 (7.1) (18.1) (23.7) 石墨化供需缺口石墨化供需缺口 中性中性 1.7 (6.5) (8.4) 樂觀 10.5 5.1 6.9 資料來源：各公司公告，華安證券研究所 Table_CompanyRptType 行業研究行業研究

25、 敬請參閱末頁重要聲明及評級說明 7 / 25 證券研究報告 為應對下游高增的需求以及原材料、石墨化價格上漲的壓力，負極企業都在加快打造負極一體化項目，加速石墨化自供比例的提升。石墨化價格石墨化價格攀升及原材料價格攀升及原材料價格上漲帶上漲帶來的負面影響被企業不斷提升的自供率抵消反轉， 單噸利潤不降反升來的負面影響被企業不斷提升的自供率抵消反轉， 單噸利潤不降反升， 從從 2121 年的單噸毛年的單噸毛利利率率 25%25%有望升至有望升至 2323 年的年的 36%36%以上，提升以上，提升 11pct11pct 左右。左右。 石墨化自供率提升對企業毛利率提升效果顯著。以 21 年為例，石墨

26、化自加工成本0.66 萬元/噸，委外加工成本 1.97 萬元/噸，用敏感性分析預測自供率的變化對石墨化加工費的影響。我們可得隨著自供率上升帶來人造石墨成本的下降使得毛利率逐漸上升，我們可得隨著自供率上升帶來人造石墨成本的下降使得毛利率逐漸上升，當自供率每提高當自供率每提高 2525pctpct，單噸毛利率將提升，單噸毛利率將提升 8 8pctpct 左右。左右。 圖表圖表 7 石墨化自供率每提高石墨化自供率每提高 25pct，單噸毛利率提升，單噸毛利率提升 8pct 資料來源：華安證券研究所測算 在下游需求高增的背景下，能耗雙控政策導致供給端產能釋放速度放緩。我們預計2022 年、2023 年

27、石墨化供需缺口仍在，石墨化價格將維持高位。對于負極企業，我們建議關注石墨化自供率高的璞泰來璞泰來，擴產迅速，有望邁向一線廠商的中科電氣中科電氣，地位穩固，技術領先的貝特瑞、杉杉股份貝特瑞、杉杉股份，人造石墨、天然石墨雙驅動的翔豐華翔豐華。 圖表圖表 8 鋰電負極材料鋰電負極材料重點公司重點公司 公司公司 市值市值（億）（億） 歸母凈利潤歸母凈利潤（億元）（億元） 利潤增速利潤增速 PEPE 2020 2021E 2022E 2021E 2022E 2020 2021E 2022E 璞泰來 852 6.7 16.9 25.9 154% 523% 84 50 33 中科電氣 183 1.6 3.6

28、 7.3 125% 103% 48 52 25 貝特瑞 524 4.9 14.2 22.3 190% 57% - 51 24 杉杉股份 568 1.4 32.3 33.3 2240% 3% 213 18 17 翔豐華 52 0.5 1 1.8 100% 80% 117 62 28 資料來源：wind 一致預期，華安證券研究所 Table_CompanyRptType 行業研究行業研究 敬請參閱末頁重要聲明及評級說明 8 / 25 證券研究報告 2 格局：人造石墨是主流，三大四小競爭激烈格局：人造石墨是主流，三大四小競爭激烈 2. .1 人造石墨性能更優，份額逐年提升人造石墨性能更優，份額逐年提

29、升 負極材料是鋰電池四大關鍵材料之一，負極材料是鋰電池四大關鍵材料之一，約占整個鋰電池制造成約占整個鋰電池制造成本本 8 8%左右左右，關鍵功，關鍵功用在于可逆地脫用在于可逆地脫/ /嵌鋰離子嵌鋰離子，是由活性物質、粘結劑和添加劑制成糊狀膠合劑后，涂抹在銅箔兩側，經過干燥、壓制而成。其中，最重要的活性物質可分為碳材料和非碳材料，碳材料可分為天然石墨和人造石墨兩種， 是鋰離子電池主要負極材料， 其中人造石墨又可分為中間相炭微球和石墨碳纖維兩類；非碳材料則有鈦基材料、錫基材料、氮化物、硅基材料等四類。 圖表圖表 9 鋰電池工作原理鋰電池工作原理 圖表圖表 10 鋰電池成本構成鋰電池成本構成 資料來

30、源：CNKI，華安證券研究所 資料來源：GGII，wind，華安證券研究所 圖表圖表 11 負極材料的分類負極材料的分類 資料來源：凱金能源招股說明書，華安證券研究所 人造石墨性能優于天然石墨，人造石墨性能優于天然石墨，多用于動力電池多用于動力電池。天然石墨雖然具備成本和比容量的優勢，但是人造石墨在循環性能、安全性能、充放電倍率表現更為優秀，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鋰電，天然石墨主要用于小型鋰離子電池和一般用途的消費鋰電。 新興的硅碳負極雖然理論容量較高， 達 400-4000mAh/g， 充放電倍率也較高，但其安全性和循環使用壽命不高，且成本很高，在市場上還沒能

31、大規模供應。目前人造石墨占比 79%，雖較去年有所下調，但仍保持高位，2021 年人造石墨出負極材料碳材料石墨化碳天然石墨人造石墨MCMB無定形碳碳納米材料非碳材料氮化物錫基材料鈦基材料鈦酸鋰硅基材料碳硅復合材料Table_CompanyRptType 行業研究行業研究 敬請參閱末頁重要聲明及評級說明 9 / 25 證券研究報告 貨量 55.7 萬噸，同比增長 82.9%，略低于負極材料增速 86.6%，主要原因系石墨化產能緊缺，價格高企，天然石墨混配人造石墨或成為負極廠商應對供貨及成本壓力短期內較好天然石墨混配人造石墨或成為負極廠商應對供貨及成本壓力短期內較好的解決方案的解決方案。 圖圖表表

32、 12不同類型負極不同類型負極材料性能材料性能對比對比 類型類型 天然石墨天然石墨 人造石墨人造石墨 硅碳負極硅碳負極 原材料原材料 鱗片石墨 石油焦、瀝青焦、針狀焦 / 理論容量理論容量 340-370mAh/g 310-360mAh/g 400-4000mAh/g 首次效率首次效率 93% 93% 77% 循環壽命循環壽命 一般 較好 較差 安全性安全性 較好 較好 一般 倍率性倍率性 一般 一般 較好 成本成本 較低 較低 較高 優點優點 能量密度較高、加工性能好 膨脹低、循環性能好 能量密度高 缺點缺點 電解液相容性較差、膨脹較大 能量密度較低、加工性能差 膨脹大、首次效率低、循環性能

33、差 資料來源：貝特瑞公告，華安證券研究所 人造石墨為市場主流，占比不斷提升。人造石墨為市場主流，占比不斷提升。受益于下游新能源車高景氣，負極材料出貨量不斷攀升， 各種類型的負極材料占比也在動態調整中， 人造石墨占比呈逐漸上升趨勢，目前穩定占據市場份額目前穩定占據市場份額 8 80 0%以上， 天然石墨占比從以上， 天然石墨占比從 20172017 年的年的 2 25 5%下降至下降至 2 2021021 年的年的 1 18 8%。 圖表圖表 13 國國內內負極材料產品結構負極材料產品結構(萬噸萬噸) 圖表圖表 14 國國內內不同類型負極材料占比不同類型負極材料占比 資料來源：GGII，華安證券

34、研究所 資料來源：GGII，華安證券研究所 2.2 負極負極三大四小，三大四小，產品市場分層導致相對分散穩定，人造石墨產品市場分層導致相對分散穩定，人造石墨競爭激烈競爭激烈 負極材料市場已形成三大四小格局。負極材料市場已形成三大四小格局。2021 年我國負極材料出貨量 70.5 萬噸，同比增長 86.6%，頭部公司憑借產品、客戶、產能和成本等優勢在行業發展中占據優勢地位，其中“三大”貝特瑞占比 24%、璞泰來占比 15%，杉杉股份占比 15%，加上“四小”尚太科技、中科電氣、東莞凱金、翔豐華，CR7 達 88%。目前來看，負極環節尚未走出絕對目前來看，負極環節尚未走出絕對龍頭， “三大”企業間

35、無絕對差距， “四小”市占相近，追趕“三大”意愿強烈。龍頭， “三大”企業間無絕對差距， “四小”市占相近，追趕“三大”意愿強烈。 010203040506070802019年2020年2021年人造石墨天然石墨其他負極0%20%40%60%80%100%2017年2018年2019年2020年2021年人造石墨天然石墨其他負極Table_CompanyRptType 行業研究行業研究 敬請參閱末頁重要聲明及評級說明 10 / 25 證券研究報告 圖表圖表 15 2021 年負極材料市場份額年負極材料市場份額 圖表圖表 16 2020 年負極材料市場份額年負極材料市場份額 資料來源：GGII，

36、華安證券研究所 資料來源：GGII，華安證券研究所 近年來行業近年來行業集中度集中度相對穩定相對穩定。在 2019 年至 2021 年之間，CR3 由 56.2%降至 54%，CR5 由 80.3%下降至 72.4%，CR10 保持在 92%的水平。我們認為其主要原因是各負極廠各負極廠商產品定位帶來價格商產品定位帶來價格以及市場的以及市場的分層，從而格局相對分層，從而格局相對分散且分散且穩定穩定的局面的局面。 圖表圖表 17 負極行業集中度相對穩定負極行業集中度相對穩定 資料來源：真鋰研究，GGII，華安證券研究所 市場分層明顯，高端市場負極價格有優勢。市場分層明顯，高端市場負極價格有優勢。

37、從石墨類型看，璞泰來、中科電氣、尚太科技專注人造石墨，貝特瑞和翔豐華主攻天然石墨，同時貝特瑞的人造石墨市場份額也位于前列。 從銷售價格看，璞泰來、貝特瑞主要定位中高端市場，價格較高，尚太科技、東莞凱金、中科電氣、翔豐華則偏中低端市場，價格相對較低。 從客戶來看，璞泰來主要占據高端消費電子和動力電池市場，海外占比高，客戶包括 LG、ATL、三星、寧德時代；貝特瑞主要方向在海外高端動力電池市場，客戶包括松下、三星、LG、SKI 等；中科電氣客戶在國內動力以及少量海外動力電池，比亞迪是其主要客戶；尚太科技、東莞凱金主要客戶來自寧德時代，翔豐華客戶主要來自 LG。 貝特瑞24%璞泰來15%杉杉科技15

38、%尚太科技10%中科電氣9%東莞凱金9%翔豐華6%其他12%貝特瑞22%璞泰來18%杉杉股份16%東莞凱金12%中科電氣7%尚太科技6%翔豐華5%其他14%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%CR3CR5CR102019年2020年2021年Table_CompanyRptType 行業研究行業研究 敬請參閱末頁重要聲明及評級說明 11 / 25 證券研究報告 圖表圖表 18 不同負極企業對比不同負極企業對比 負極公司負極公司 下游應用下游應用 客戶客戶 價格區間價格區間 產品毛利率產品毛利率 璞泰來璞泰來 消費 國內、海外動力 LG、三星、ATL、寧德 5-6

39、萬 31% 貝特瑞貝特瑞 消費 國內、海外動力 松下、三星、LG、SKI 4-5 萬 36% 尚太科技尚太科技 / 國內動力 寧德時代 2-3 萬 36% 東莞凱金東莞凱金 / 國內動力 寧德、孚能、國軒 3 萬 27% 中科電氣中科電氣 / 國內、海外動力 比亞迪、中航、寧德、SKI 3-4 萬 33% 翔豐華翔豐華 消費 海外動力 LG 3-4 萬 26% 資料來源：公司公告，華安證券研究所 天然石墨市場份額高度集中，人造石墨市場仍較分散。天然石墨市場份額高度集中，人造石墨市場仍較分散。2021 年天然石墨的龍頭企業貝特瑞的市場份額超過一半， 高達 63%， 行業第二翔豐華市場份額 17%

40、， 二者之和 80%，屬于高度集中的行業；人造石墨市場份額較為分散，龍頭企業江西紫宸（璞泰來）占比20%、杉杉股份 17%、貝特瑞 14%，后續 3 家企業尚太科技、東莞凱金、星城石墨（中科電氣）等的市場份額較為接近，在 10%-12%區間，競爭激烈。 圖表圖表 19 2021 年人造石墨市場份額年人造石墨市場份額 圖表圖表 20 2021 年天然石墨市場份額年天然石墨市場份額 資料來源：真鋰研究、華安證券研究所 資料來源：真鋰研究、華安證券研究所 下游需求持續提升，負極廠商加速擴產。下游需求持續提升，負極廠商加速擴產。根據中汽協數據，2021 年國內新能源車銷量突破 350 萬輛，滲透率達

41、13%，我們預計 2022 年國內新能源車銷量將超過 500 萬輛，全球有望突破 1000 萬輛。面對下游高增的市場需求，自 2021 年以來，各負極廠商相繼發布擴產公告，積極布局一體化建設。 圖表圖表 21 負極企業部分產能規劃負極企業部分產能規劃 公司公司 時間時間 擴產項目擴產項目 貝特瑞 2021.1 投資建設 5 萬噸高端人造石墨負極材料項目 2021.3 與山東京陽科技合作規劃建設年產 12 萬噸負極針狀焦生產線、年產 8 萬噸高端人造石墨負極一體化生產線 2021.5 天津貝特瑞投資年產 4 萬噸鋰電負極材料建設項目，擬與 SKI、億緯鋰能共同投資建設年產 5 萬噸鋰電池高鎳三元

42、正極材料項目 2021.10 山西瑞君建設年產 7 萬噸人造石墨負極材料一體化生產 璞泰來 2020.7 內蒙古紫宸年產 5 萬噸高性能鋰離子電池負極材料建設項目 江西紫宸20%上海杉杉17%貝特瑞14%尚太科技12%東莞凱金11%星城石墨10%翔豐華 4%其他 12%貝特瑞63%翔豐華17%星城石墨2%江西正拓2%其他 16%Table_CompanyRptType 行業研究行業研究 敬請參閱末頁重要聲明及評級說明 12 / 25 證券研究報告 2021.3 內蒙古興豐年產 5 萬噸鋰電池負極材料石墨化項目 2021.7 子公司四川紫宸年產 20 萬噸負極材料和石墨化一體化項目 杉杉股份 -

43、 內蒙古包頭鋰離子電池負極材料一體化基地項目（二期） ，規劃產能為負極材料成品產能 6 萬噸，配套石墨化產能 5.2 萬噸。 2021.3 四川眉山年產 20 萬噸鋰離子電池負極材料一體化基地項目 中科電氣 2021.5 貴州生產基地 3 萬噸的負極材料和 4.5 萬噸的石墨化建設項目 2021.5 長沙工廠 5 萬噸負極材料建設項目 2021.5 公司向參股子公司集能新材料增加投資 2625 萬元參與其新增 1.5萬噸/年負極材料石墨化加工項目建設 2021.12 貴安新區建設 10 萬噸一體化項目 翔豐華 2020.6 3 萬噸高端石墨負極材料生產基地建設項目 2021.6 6 萬噸高端人

44、造石墨負極材料一體化生產基地建設項目 資料來源：GGII，公司公告，華安證券研究所 3 工藝：流程復雜，石墨化成本高，箱式爐主流工藝：流程復雜，石墨化成本高，箱式爐主流化化，連續石墨化或是革新方向連續石墨化或是革新方向 3.1 人造石墨工藝復雜，石墨化成本占比高人造石墨工藝復雜，石墨化成本占比高 人造石墨工藝復雜，人造石墨工藝復雜，各家工藝路徑選擇不同。各家工藝路徑選擇不同。在人造石墨的加工制造過程中，從原料到最終成品，包含了十余個工序，整體流程較為復雜。歸納來說，整個制備流程可以大致可以分為四個步驟：預處理、造粒、石墨化、篩分包裝。 圖表圖表 22 人造石墨生制造人造石墨生制造流程圖流程圖

45、資料來源：CNKI，華安證券研究所 造粒和石墨化是人造石墨制備的核心環節。造粒和石墨化是人造石墨制備的核心環節。預處理（破碎）和篩分環節工藝較為簡單，各廠商間無明顯差異，負極的壁壘環節在造粒和石墨化。在造粒環節，顆粒越小，倍率性能和循環壽命越好，但首次效率和壓實密度越差，反之亦然，而合理的粒度分布可以提高負極的比容量。石墨化環節沒有標準工藝，由于爐型、原料、產品不同，導致升降溫工藝曲線不同，且上下層材料沒法實時監控，時間周期長導致返工難，所以生產經驗極其重要。 Table_CompanyRptType 行業研究行業研究 敬請參閱末頁重要聲明及評級說明 13 / 25 證券研究報告 圖表圖表 2

46、3 各負極企業人造石墨制備工藝存在差異各負極企業人造石墨制備工藝存在差異 資料來源：公司公告，華安證券研究所 石墨化是人造石墨生產制備的石墨化是人造石墨生產制備的關鍵關鍵環節環節，同時又是高能耗環節，同時又是高能耗環節。石墨化是指是指非石墨質炭經高溫熱處理， 轉變成具有石墨三維規則有序結構的石墨質炭， 高溫需要 2000以上的。最初起源于碳素制品行業，是生產石墨電極的必備工序。石墨化作用是為了提高炭材料的熱、電傳導性，提高炭材料的抗熱震性和化學穩定性，使炭材料具有潤滑性和抗磨性，提高炭材料純度。 石墨化能耗高：使用高溫熱處理（HTT）對原子重排及結構轉變提供能量，這一過程需要消耗大量能量，電費

47、在石墨化成本中占比高達 60%，而石墨化成本在人造石墨負極制造成本中占 55%，降低石墨化電耗是降本關鍵。另外，由于石墨化工藝相對獨立、由于石墨化工藝相對獨立、設備投資大、生產時間長，過去大部分廠商選擇外協生產，但是目前一體化是提升成本設備投資大、生產時間長，過去大部分廠商選擇外協生產，但是目前一體化是提升成本競爭力的手段， 多數負極廠商均加大在低電價地區布局一體化產能投放， 提升自供比率。競爭力的手段， 多數負極廠商均加大在低電價地區布局一體化產能投放， 提升自供比率。 圖表圖表 24 針狀焦石墨化針狀焦石墨化示意圖示意圖 圖表圖表 25 石墨化石墨化晶格轉變示意圖晶格轉變示意圖 資料來源：

48、CNKI，華安證券研究所 資料來源：CNKI，華安證券研究所 石墨化工藝流程主要包括鋪爐底、砌爐芯、負極材料前驅體及保溫料體的裝爐、送石墨化工藝流程主要包括鋪爐底、砌爐芯、負極材料前驅體及保溫料體的裝爐、送電、冷卻、副產品石墨化焦的出爐、包裝。一個周期一般要電、冷卻、副產品石墨化焦的出爐、包裝。一個周期一般要 2020- -3030 天。但送電時間僅僅天。但送電時間僅僅4040100100 小時。小時。為了充分利用變壓器，一臺變壓器會與幾臺爐子結合起，循環進行生產，一臺通電、另外幾臺裝爐冷卻，以保證供電裝置連續運行。 Table_CompanyRptType 行業研究行業研究 敬請參閱末頁重要

49、聲明及評級說明 14 / 25 證券研究報告 圖表圖表 26 石墨化石墨化環節的生產工藝流程圖的生產工藝流程圖 資料來源：璞泰來回復函，華安證券研究所 石墨化成本占比高，產能多分布于內蒙。石墨化成本占比高，產能多分布于內蒙。石墨化生產周期和建設周期都較長，一般石墨化生產周期和建設周期都較長，一般生產周期需要一個月左右，建設周期則至少需要一年至兩年的時間，因此石墨化產能的生產周期需要一個月左右，建設周期則至少需要一年至兩年的時間，因此石墨化產能的釋放周期較長。石墨化加工費用約占整個人造石墨負極制造總成本的釋放周期較長。石墨化加工費用約占整個人造石墨負極制造總成本的 55%55%，而電費又在，而電

50、費又在石墨化成本中占比高達石墨化成本中占比高達 60%60%，因此降低石墨化電耗是降本關鍵。內蒙古地區由于單位電，因此降低石墨化電耗是降本關鍵。內蒙古地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%47%，剩余產能分布，剩余產能分布在四川、山西、云南等地區。在四川、山西、云南等地區。各地政府能耗控制政策、環評壓力、頻繁限電及電費上漲等原因，使得石墨化產能釋放及擴張均不及預期，企業開工率也受到一定限制，導致石墨化出現供需缺口，石墨化價格屢創新高。 圖表圖表 27 人造石墨負極制造成本人造石墨負極制造成本 圖