鋰電負極行業(yè)研究報告：石墨化短缺-高自供率重塑競爭格局

1、鋰電負極行業(yè)研究報告：石墨化短缺_高自供率重塑競爭格局一、石墨化環(huán)節(jié)：負極生產(chǎn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，具備高能耗屬性（一）石墨化為人造石墨生產(chǎn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)石墨化是指非石墨質(zhì)炭經(jīng) 2000以上的熱處理，主要因物理變化使六角碳原子平面網(wǎng)狀層堆疊結(jié)構(gòu)完善發(fā)展，轉(zhuǎn)變成具有石墨三維規(guī)則有序結(jié)構(gòu)的石墨質(zhì)炭。石墨化的目的是 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(wěn)定性使炭材料具有潤滑 性和抗磨性排除雜質(zhì)提高炭材料純度。石墨化屬于高能耗環(huán)節(jié)，成本占比高。石墨化是利用熱活化將熱力學不穩(wěn)定的碳原子實 現(xiàn)由亂層結(jié)構(gòu)向石墨晶體結(jié)構(gòu)的有序轉(zhuǎn)化，因此，在石墨化過程中，要使用高溫熱處理 （HTT）對原子重排及結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變提供能量

2、，這一過程需要消耗大量能量，屬于高能耗生 產(chǎn)環(huán)節(jié)，根據(jù)2020年頭部負極廠商成本結(jié)構(gòu)看，石墨化成本占人造石墨成本占比約50%， 成本占比最大，為生產(chǎn)降本的關(guān)鍵之一。由于石墨化工序脫離前后端生產(chǎn)工序、設(shè)備投 資大、生產(chǎn)時間長，大部分廠商選擇外協(xié)生產(chǎn)，目前多數(shù)廠商選擇在低電價地區(qū)布局負 極石墨化生產(chǎn)一體化以提高石墨化自供比率，降低石墨化成本。人造石墨是主流技術(shù)路線，2020 年市占率 80%，碳硅負極增速顯著。由于人造石墨在循 環(huán)性能、安全性能、充放電倍率等性能表現(xiàn)上均優(yōu)于天然石墨，且成本與克容量均與天 然石墨接近，因而廣泛應用于中高端 EV、3C 等領(lǐng)域，成為目前鋰電負極材料的主流選 擇；天然石

3、墨則主要應用于低端 EV、儲能、3C 等領(lǐng)域。2020 年人造石墨占比 81%，持 續(xù)保持高位，下一代負極材料碳硅負極占比 3%，出貨量 1 萬噸，同比增長 233%，占比 有望快速提升。2020 年國內(nèi)負極材料出貨量達 36.5 萬噸，同比增長 35%。根據(jù) GGII 數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2020 年 中國負極材料出貨量為 36.5 萬噸，同比增長 35%，其中人造石墨出貨量 29.7 萬噸，天然 石墨出貨量 5.8 萬噸，碳硅負極出貨量 1 萬噸，這主要得益于下游鋰離子電池市場需求 旺盛，動力、儲能等應用場景放量顯著。（二）人造石墨生產(chǎn)環(huán)節(jié)梳理人造石墨基礎(chǔ)生產(chǎn)環(huán)節(jié)主要分為破碎、造粒、石墨化和篩分，其

4、中石墨化壁壘最高，最 能夠體現(xiàn)差異化優(yōu)勢。人造石墨產(chǎn)品選取針狀焦、石油焦等為主要原料。人造石墨生產(chǎn) 工藝是將原材料、粘結(jié)劑經(jīng)過破碎、造粒、石墨化、篩分四道工序后制成，具體到每一 家企業(yè)的具體工序有所區(qū)別。其中，破碎與篩分技術(shù)門檻較低，生產(chǎn)工藝相對簡單，造 粒與石墨化是體現(xiàn)負極材料企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)與工藝水平的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，有利于打造成本、產(chǎn) 品差異化競爭優(yōu)勢。同時，二次造粒、碳化包覆、二次包覆和摻雜改性等生產(chǎn)工藝能夠 進一步提升負極材料性能，制備高端人造石墨，如江西紫宸在石墨化后端加入碳化包覆 環(huán)節(jié)以制備性能更優(yōu)的高端人造石墨負極材料。負極生產(chǎn)工序中石墨化外協(xié)加工費用最高。根據(jù)凱金能源招股書披露，在石墨

5、化、破碎、 炭化等人造石墨負極生產(chǎn)工序中，石墨化單位加工費最高。負極材料石墨化工藝流程主要包括鋪爐底、砌爐芯、負極材料前驅(qū)體及保溫料體裝爐、 送電、冷卻、負極材料及副產(chǎn)品出爐、包裝。決定石墨化加工產(chǎn)能的關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)為裝爐環(huán)節(jié)。通過不斷優(yōu)化爐內(nèi)加工材料的裝爐方 式，爐內(nèi)空間的使用效率將不斷提高。石墨化加工行業(yè)中，企業(yè)按照加工物料重量收費， 爐內(nèi)空間使用效率的提高將提升企業(yè)盈利能力。（三）不同石墨化工藝對比石墨化工序按照生產(chǎn)的連續(xù)性與否可以分為間歇式石墨化工藝以及連續(xù)式石墨化工藝。艾奇遜石墨化爐：由美國人艾奇遜發(fā)明，自發(fā)明之日起便在世界各國得到迅速推廣， 是世界上應用最廣泛的石墨化爐。它是將在焙燒

6、爐中大約于 1200進行過一次焙燒 的人造石墨電極等炭素制品作為半成品再在 2300以上的溫度進行高溫熱處理使之 成為石墨制品的處理爐。內(nèi)串式石墨化爐：內(nèi)串式石墨化工藝與艾奇遜石墨化工藝的主要區(qū)別是產(chǎn)品加熱直 接通過電極本身，而不需要電阻材料發(fā)熱，直接把電流通入串接起來的石墨制品（石 墨坩堝），利用制品本身的電阻使電能轉(zhuǎn)為熱能，其基本原理是將石墨制品臥放在 爐內(nèi)，按其軸線串接成行，然后固定在兩端導電電極之間，為減少熱損失，在焙燒 電極周圍覆蓋了保溫料，減少 10%熱量的帶出，降低電耗 20%-35%廂式石墨化爐：廂式爐工藝將整個爐芯空間分成若干個等容積腔室，負極材料直接 放置于石墨板材所圍成的

7、廂體空間中，石墨板材具有導電性，廂體通電后自身發(fā)熱， 在作為負極材料容器的同時能夠達到材料加熱的目的。廂式爐工藝避免了負極材料 重復裝入、裝出坩堝工作，且由于廂體自身材質(zhì)及形狀特點，廂體之間無需添加保 溫電阻料，僅需保留廂體四周與爐壁之間的保溫材料，增大了爐內(nèi)負極材料的有效 容積及使用效率。連續(xù)石墨化爐：指在石墨化生產(chǎn)過程中不需要斷電從而實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)的石墨化爐， 石墨化的產(chǎn)品需要經(jīng)過一系列的溫區(qū)，從而實現(xiàn)連續(xù)石墨化。艾奇遜爐為目前主流，廂式爐效率高、成本低、周期長。廂式爐成本低：廂式爐工藝單爐的有效容積成倍增加，而總耗電量增加約 10%，產(chǎn) 品單位耗電量降低 40%-50%左右。同時不需要電阻

8、料，成本較低。廂式爐生產(chǎn)周期長，產(chǎn)品調(diào)整靈活性低：廂式爐從裝爐-送電-冷卻-出爐要 40 天左右， 坩堝爐就在 25 天左右。石墨化加工過程中，不同客戶、不同型號的產(chǎn)品對石墨化加 工的要求不同，單爐單次加工過程中僅能裝填同一加工要求的產(chǎn)品。廂式爐裝填方 式下，單爐容積較大，產(chǎn)品調(diào)整靈活性較低。連續(xù)化是未來石墨化迭代方向。連續(xù)石墨化工藝一般是指生產(chǎn)中沒有斷電的過程，石墨 化的產(chǎn)品需要經(jīng)過一系列的溫區(qū)，從而實現(xiàn)連續(xù)石墨化。連續(xù)石墨化生產(chǎn)的優(yōu)勢主要體 現(xiàn)在：工序簡單、生產(chǎn)周期短：將裝爐、通電、冷卻、卸出等多道工序一體化，實現(xiàn)連續(xù) 生產(chǎn)，自動化程度高，大幅縮短生產(chǎn)周期，工序簡單，人工少。熱效率高：通過

9、采用新的爐型結(jié)構(gòu)和快速冷卻裝置，便于加排料及快速冷卻，在連 續(xù)生產(chǎn)的狀態(tài)下不存在間歇式的爐體蓄熱損失，能耗低，熱效率大幅提高。一致性高：通過在新型石墨化電爐內(nèi)造成較集中的高溫區(qū)，高溫區(qū)溫度達到炭質(zhì)原 料的石墨化溫度，從而使高溫區(qū)內(nèi)炭質(zhì)原料都達到較高的石墨化程度，可以生產(chǎn)出 石墨化程度均勻的石墨化焦。不同的負極材料適用于不同的石墨化爐。二、限電+下游需求高增長，石墨化或已成負極產(chǎn)業(yè)鏈瓶頸（一）能耗雙控背景下石墨化供給持續(xù)趨緊能耗管控趨嚴，限產(chǎn)下石墨化緊缺程度加劇。今年以來我國各省市出臺了有關(guān)能耗雙控 的相關(guān)政策，能耗“雙控”制度，即能源消費總量和強度雙控制度，按省、自治區(qū)、直 轄市行政區(qū)域設(shè)定能

10、源消費總量和強度控制目標，對各級地方政府進行監(jiān)督考核。內(nèi)蒙 古、云南、四川、貴州、青海、寧夏、山西等石墨化產(chǎn)能集中地區(qū)的能耗管控不斷加碼， 部分產(chǎn)能受到環(huán)保限制，產(chǎn)能利用率較低，甚至存在停產(chǎn)風險，導致負極石墨化供應緊 缺不斷加劇。8 月 17 日，國家發(fā)改委印發(fā)了2021 年上半年各地區(qū)能耗雙控目標完成情況晴雨表， 從能耗強度降低情況看，今年上半年，青海、寧夏、廣西、廣東、福建、新疆、云 南、陜西、江蘇 9 個?。▍^(qū)）能耗強度同比不降反升，10 個省份能耗強度降低率未 達到進度要求，全國節(jié)能形勢十分嚴峻。各地針對能耗管控的力度也在不斷加大， 陸續(xù)出臺限電、有序用電政策。9 月 16 日，國家發(fā)

11、改委印發(fā)完善能源消費強度和總量雙控制度方案，就“能耗 雙控”給出更為完善的指標設(shè)置以及分解落實機制，堅決管控高耗能高排放項目， 嚴格實施節(jié)能審查制度。能耗雙控下負極有效產(chǎn)能在于石墨化產(chǎn)能，競爭格局有望優(yōu)化。從負極產(chǎn)能角度看，行 業(yè)整體產(chǎn)能存在過?，F(xiàn)象，但在部分關(guān)鍵工序如石墨化產(chǎn)能限制下，行業(yè)整體供給處 于緊平衡狀態(tài)，因此對于具備一體化生產(chǎn)能力的負極材料企業(yè)而言，生產(chǎn)端更具韌性， 能夠確保滿足下游客戶的需求，為確保供應鏈的穩(wěn)定性，電池廠或傾向于選擇具備一體 化生產(chǎn)能力的頭部企業(yè)，市場格局有望向高石墨化自供率的負極企業(yè)傾斜。內(nèi)蒙為全國石墨化產(chǎn)能集中地，占比 47%。我國石墨化產(chǎn)能主要集中在內(nèi)蒙、四

12、川、陜 西、青海、湖南等電價洼地，其中內(nèi)蒙目前擁有石墨化產(chǎn)能 39.1 萬噸，占全國總產(chǎn)能的 47%，目前在能耗管控背景下，各地存量石墨化產(chǎn)能開工率受到明顯壓制且未來增量產(chǎn) 能能評獲取難度加大，擴產(chǎn)難度提升。負極材料企業(yè)自有石墨化產(chǎn)能影響較小。本輪能耗雙控對于獨立第三方石墨化加工企業(yè) 影響較大，但對于具備一體化生產(chǎn)能力的負極材料企業(yè)影響不大，因此我們認為具備高 度一體化負極材料生產(chǎn)能力的企業(yè)將有望在能耗管控的大背景下占據(jù)更大的市場份額， 殺出重圍。負極材料產(chǎn)量環(huán)比持平，石墨化產(chǎn)能成為擴產(chǎn)最大瓶頸。據(jù) ICC 鑫欏資訊最新樣本企業(yè) 月度產(chǎn)量數(shù)據(jù)顯示，1-8 月國內(nèi)負極材料產(chǎn)量累計為 42.83

13、萬噸，同比增長 115%；從月 度數(shù)據(jù)來看，6-8 月我國樣本企業(yè)負極材料產(chǎn)量環(huán)比變化不大，主要是石墨化產(chǎn)能緊張所 致。石墨化加工費不斷走高，負極材料有望開啟漲價。繼 4 月、7 月由于加工費用增加 40%， 上調(diào) 5-10%價格，9 月份石墨化愈加緊缺，價格達到最高 2.2 萬元/噸。新一輪的議價拉開 序幕，下游電池廠為保持供應，負極廠議價能力提升。預計在 2022 年一、二季度石墨化 產(chǎn)能釋放，2021 年第四季度負極材料供應持續(xù)緊張，負極材料有望開啟一輪漲價潮。（二）石墨化環(huán)節(jié)供需缺口敏感性測算石墨化已成負極產(chǎn)業(yè)鏈瓶頸，未來兩年可能存在供需缺口。石墨化產(chǎn)能多集中在電價便 宜的地區(qū)，如內(nèi)蒙

14、古及云貴川地區(qū)，其中內(nèi)蒙古是石墨化產(chǎn)能最大的聚集地。內(nèi)蒙古限 電政策的實施疊加下游負極材料需求的高速增長，使得石墨化已成為負極產(chǎn)業(yè)鏈的生產(chǎn) 瓶頸。考慮到“雙碳”政策下，國家對高能耗企業(yè)的管控逐漸趨嚴，以及環(huán)保督察的壓 力，預計未來新增產(chǎn)能投放進度會有所放緩，以及行業(yè)開工率存在下滑可能，我們測算， 中性假設(shè)下石墨化供需已然緊張，2023 年將會出現(xiàn)缺口。若限電及環(huán)保管控進一步趨嚴， 悲觀情況下 2021 年將會出現(xiàn)供需缺口，預計 2023 年供需缺口達 25 萬噸。（三）石墨化自供比例對盈利能力敏感性測算提升石墨化自供比例能顯著降低成本。根據(jù)尚太科技招股書披露，提升石墨化的自供比 例可以顯著降低

15、成本，提升負極材料的毛利率。測算結(jié)果顯示石墨化自供比例提升 20%， 負極材料毛利率提升近 6%，效果顯著。石墨化作為負極材料生產(chǎn)成本的重要組成部分， 也是負極材料生產(chǎn)廠商降本的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，當前各大負極材料生產(chǎn)廠商紛紛加碼布局石墨 化產(chǎn)能。（四）頭部負極企業(yè)持續(xù)加碼石墨化產(chǎn)能頭部企業(yè)均加碼布局石墨化產(chǎn)能。目前璞泰來在一體化布局具備先發(fā)優(yōu)勢，尚太科技由 石墨化加工企業(yè)轉(zhuǎn)型，因此其石墨化自供比率均較高，且未來將持續(xù)保持在高位；中科電氣、杉杉股份石墨化產(chǎn)能投產(chǎn)在即，預計將在 2022 年得到顯著改善；翔豐華、貝特瑞 等在人造石墨及石墨化產(chǎn)能布局進度相對較慢，預計于 2023 年自供率得到提升。三、重點

16、公司分析（一）璞泰來：高端人造石墨龍頭，負極一體化布局深厚負極材料+涂覆隔膜+鋰電設(shè)備三輪驅(qū)動。公司主營業(yè)務(wù)有高端人造石墨負極、鋰電涂覆 隔膜以及鋰電設(shè)備生產(chǎn)等，深耕新能源產(chǎn)業(yè)，其中負極材料占總營收的 70%，下游客戶 主要包括 LG、ATL、CATL、三星、珠海冠宇等，未來有望不斷從消費切入動力，從高 端滲透到低端，持續(xù)打開市場空間。從原材料到石墨化到炭化實現(xiàn)深度一體化布局。2017 年公司收購山東興豐布局石墨化， 并于 2018 年擴產(chǎn) 5 萬噸，完成廂式石墨化爐技改后目前石墨化產(chǎn)能 9 萬噸，總規(guī)劃產(chǎn) 能達 33 萬噸，為負極企業(yè)自由石墨化產(chǎn)能最高。原材料方面，公司 2019 年收購振興

17、炭 材布局人造石墨原材料針狀焦，目前振興炭材擁有 4 萬噸針狀焦產(chǎn)能，在建產(chǎn)能 8 萬噸。 21 年公司公告在 2 四川投建 20 萬噸全工序一體化負極材料生產(chǎn)基地，實現(xiàn)從原材料-石 墨化-炭化的完全一體化布局。（二）中科電氣：進軍一線負極龍頭，預計 22Q2 石墨化自供率大幅提升產(chǎn)能釋放在即，業(yè)績彈性十足。公司目前具備湖南星城、貴州格瑞特、四川集能三大產(chǎn) 能基地，截至 21H1，公司負極材料產(chǎn)能達 5.2 萬噸，在建產(chǎn)能 4 萬噸，9 月底預計新增 3 萬噸產(chǎn)能，年底可達 9.2 萬噸，公司近期公布定增預案計劃長沙擴產(chǎn) 5 萬噸負極材料產(chǎn) 能，預計明年底產(chǎn)能可達 14.2 萬噸，產(chǎn)能保持持續(xù)

18、擴張態(tài)勢，規(guī)模有望躋身第一梯隊。深耕動力鋰電負極，綁定頭部鋰電廠商。目前公司已經(jīng)進入 CATL、BYD、億緯、中航 等，海外 SKI 等頭部動力鋰電供應鏈，公司動力負極出貨占比達 95%，動力負極市占率 達 20%以上，未來公司有望快速進階為全球動力負極一線龍頭標的。預計 22Q2 石墨化自供率大幅提升。根據(jù)公司擴產(chǎn)計劃，隨著 2022Q1-Q2 公司貴州 4.5 萬噸及四川集能 1.5 萬噸石墨化產(chǎn)能的釋放，石墨化自供比率將顯著提升，公司盈利能 力有望持續(xù)改善。同時由于公司布局的石墨化產(chǎn)能主要分布在貴州、四川等地，受能耗 管控影響較小，公司或迎量利齊升，業(yè)績彈性明顯。（三）杉杉股份：石墨化產(chǎn)

19、能落地在即，龍頭地位穩(wěn)固產(chǎn)能規(guī)劃布局超前，快充技術(shù)行業(yè)領(lǐng)先。根據(jù)公司公告，公司目前布局七大生產(chǎn)基地合 計 43 萬噸產(chǎn)能，規(guī)劃產(chǎn)能位于行業(yè)第一公司，隨著內(nèi)蒙、眉山一體化項目投產(chǎn)，規(guī)模優(yōu) 勢疊加高石墨化自供率將拉動單噸盈利顯著提升。公司快充產(chǎn)品優(yōu)勢領(lǐng)先，目前已經(jīng)成 為 LG、ATL、CATL 的主要供應商。預計石墨化自供比率將于 22 年顯著改善，量利齊升。目前杉杉負極石墨化產(chǎn)能僅 4.2 萬 噸，隨著包頭二期 5.2 萬噸及烏蘭察布 5 萬噸投產(chǎn)，2022 年起公司石墨化自供比率將從 42%提升至 94%并持續(xù)處于高位，出貨量及單噸凈利有望雙輪驅(qū)動公司業(yè)績提升。（四）貝特瑞：天然石墨王者切入人造石墨公司是天然石墨負極龍頭，人造石墨市占率提升顯著。貝特瑞憑借早期產(chǎn)能、客戶積累 的先發(fā)優(yōu)勢成為行業(yè)單寡頭，2019 年天然石墨市場占有率為 63%。隨著公司人造石墨市 場產(chǎn)能釋放，客戶開