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鋰電池負極材料行業(yè)企業(yè)市場現(xiàn)狀及競爭格局負極材料上游分析(一)石油焦石油焦是原油經(jīng)蒸餾將輕重質(zhì)油分離后,重質(zhì)油再經(jīng)熱裂的過程轉(zhuǎn)化而成的產(chǎn)品,主要用來生產(chǎn)石墨電極、鋰電負極、高端預(yù)焙陽極等。石油焦是石油煉化副產(chǎn)品,產(chǎn)出基本依賴石油煉化產(chǎn)量。2022年6月全國石油焦產(chǎn)量248.9萬噸,同比下降1.8%,2022年1-6月全國石油焦產(chǎn)量為1472.2萬噸,同比下降1%。(二)針狀焦產(chǎn)量針狀焦是一種新型優(yōu)質(zhì)的碳素材料,外觀為銀灰色。針狀焦原材料要求較高,是高端人造石墨的主要原材料。得益于我國鋰離子電池行業(yè)的快速發(fā)展,針狀焦市場需求釋放,行業(yè)規(guī)模隨之擴張。近年來中國針狀焦產(chǎn)量實現(xiàn)爆發(fā)式增長,2021年產(chǎn)量超70萬噸,預(yù)計2023年將繼續(xù)保持增長,產(chǎn)量將達138.79萬噸。從市場份額來看,中國針狀焦市場份額較為分散。2021年中國油系針狀焦總產(chǎn)能為145萬噸,生產(chǎn)企業(yè)共9家,其中排名前五的是寶來生物、益大新材料、京陽科技、錦州石化、億維新材,產(chǎn)能分別為26萬噸、20萬噸、20萬噸、17萬噸、15萬噸,分別占比18%、14%、14%、12%、10%。(三)天然石墨產(chǎn)量在鋰離子電池、電弧爐鋼鐵等行業(yè)的推動下,我國天然石墨產(chǎn)量逐年增長。數(shù)據(jù)顯示,2017-2021年國內(nèi)天然石墨產(chǎn)量從62.5萬噸增長至73.5萬噸,期內(nèi)年均復(fù)合增長率為4.14%。未來隨著包括耐火材料、潤滑油和鋰離子電池在內(nèi)的下游行業(yè)的需求不斷攀升,中國天然石墨產(chǎn)量預(yù)計將在2023年達87.3萬噸。天然石墨可分為鱗片石墨和土狀石墨,負極材料通常采用鱗片石墨。從市場競爭格局來看,貝特瑞獨占63%的市場份額,翔豐華、杉杉占比分別為8%、6%。負極材料產(chǎn)業(yè)鏈負極材料產(chǎn)業(yè)鏈是鋰離子電池的關(guān)鍵材料之一,約占鋰電池成本的10%。目前常見的負極材料有石墨類負極材料、硅基負極材料、鈦基負極材料、錫基負極材料等。其中,石墨負極材料由于具備電子電導(dǎo)率高、鋰離子擴散系數(shù)大、嵌鋰容量高、嵌鋰電位低、材料來源廣泛且價格便宜等優(yōu)點,成為當前主流的鋰離子電池負極材料。鋰電池負極材料上游主要包括天然石墨、石油焦、針狀焦、瀝青焦、二氧化硅、鋰鹽等原料,中游可分為碳系負極材料和非碳負極材料,下游應(yīng)用于動力鋰電池、消費鋰電池、儲能鋰電池等領(lǐng)域。石墨化技術(shù)現(xiàn)狀分析傳統(tǒng)石墨化工藝主要包括艾奇遜石墨化爐,內(nèi)熱串接式石墨化爐兩種,均屬于間歇式石墨化爐。艾奇遜石墨化爐使用歷史悠久,是目前最為成熟、應(yīng)用最為廣泛的石墨化爐,其主要優(yōu)點包括結(jié)構(gòu)簡單、堅固耐用、容易維修等,但是缺點是熱損失大,能量有效利用率僅30%左右,單位電耗達4000-4800kWh/t,且需要大量的冶金焦作為電阻料,污染比較嚴重。內(nèi)串式石墨化爐相比艾奇遜爐加熱速度快,生產(chǎn)周期短,且電耗下降20%-35%,產(chǎn)品石墨化程度更均勻,但該爐一般只適用于電極的生產(chǎn),不適用于顆粒料的負極石墨化生產(chǎn)。為了應(yīng)對國內(nèi)越來越嚴厲的能耗政策以及不斷上升的成本壓力,負極企業(yè)探索新的石墨化技術(shù),其主要的發(fā)展方向分為兩種,一種是在傳統(tǒng)的艾奇遜爐基礎(chǔ)上進行改進的箱式爐,另外一種是連續(xù)石墨化爐。人造石墨主角地位難撼動,硅基負極粉墨登場(一)石墨類負極性能優(yōu)化進行時石墨類負極各有優(yōu)勢,人造石墨更勝一籌。從克容量來看,天然石墨容量略高于人造石墨。天然石墨負極材料的理論容量為340-370mAh/g,人造石墨的負極材料的理論容量為310-360mAh/g。從循環(huán)性能來看,人造石墨循環(huán)性能好于天然石墨。根據(jù)貝特瑞的數(shù)據(jù),天然石墨(GSN產(chǎn)品)的循環(huán)周數(shù)為500周左右;人造石墨(AGP-2L-P)循環(huán)周數(shù)可達6000周。主要原因為天然石墨的顆粒大小不一致,表面缺陷較多,因此容易與電解液反應(yīng)從而導(dǎo)致循環(huán)性能下降。從膨脹率角度來看,天然石墨膨脹率高于人造石墨。主要原因為鱗片石墨的結(jié)晶度較高,片層結(jié)構(gòu)單元化大,具有明顯的各向異性。因此,鋰嵌入和脫嵌過程中體積產(chǎn)生較大的變化。制造成本以及售價來看,人造石墨的成本以及售價高于天然石墨。主要是由于其生產(chǎn)工藝導(dǎo)致。根據(jù)鑫欏鋰電的統(tǒng)計(2022年9月23日),天然石墨負極(高端)均價約為6.1萬元/噸,人造石墨負極(高端)約為6.80萬元/噸。天然石墨與人造石墨的組合穩(wěn)固了石墨類負極在負極材料中的地位。根據(jù)下游應(yīng)用的不同需求,石墨類負極產(chǎn)品具有多樣性。1)天然石墨與人造石墨混合,提高負極材料克容量、降低產(chǎn)品成本。天然石墨具有可容量高以及成本較低的優(yōu)勢,人造石墨中混合天然石墨一定程度上可以提高負極材料的容量,生產(chǎn)更具性價比的產(chǎn)品。由于天然石墨為輔助材料,因此人造石墨將會克制天然石墨膨脹率高的問題;2)針狀焦與石油焦區(qū)分高低端人造石墨產(chǎn)品。由于針狀焦原材料要求較高,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)硅基負極接棒石墨類負極石墨類負極容量接近理論上限,硅基負極成為下一代負極材料主力軍。新能源汽車高速發(fā)展加速高能量密度電池發(fā)展進程,硅基負極成為下一代負極材料的首選。從克容量來看,硅基負極擁有絕對優(yōu)勢。石墨負極理論克容量為372mAh/g,硅基負極理論克容量可高達4200mAh/g。從膨脹率來看,硅基負極材料膨脹率極高。根據(jù)數(shù)據(jù),硅基負極膨脹率高達300%。從循環(huán)性能看,硅基負極循環(huán)壽命遠低于石墨類負極。目前硅基負極循環(huán)壽命為300-500次。主要原因為,硅基負極膨脹率較高,充放電過程中的膨脹會導(dǎo)致硅基負極材料的粉末化,從而影響電池的使用壽命。從制造成本來看,當前硅基負極材料成本遠高于石墨類負極材料。根據(jù)隆眾資訊預(yù)測,2022-2023年貝特瑞的硅基負極和硅氧負極單位盈利均為6.5萬元/噸和6.3萬元/噸。根據(jù)鑫欏鋰電數(shù)據(jù)統(tǒng)計,截至2022年8月30日,天然石墨(高端)和人造石墨(高端)的售價分別為6.1萬元/噸和7.1萬元/噸。從硅基負極類型來看,硅碳負極與硅氧負極或?qū)⒊蔀楣杌摌O主流技術(shù)。目前硅基負極的技術(shù)路徑有三種,分別為硅氧負極材料、硅碳負極材料、硅基合金負極材料。1)硅氧負極材料:Li2O基質(zhì)環(huán)繞在LixSi核周圍可充當著鋰離子的快速擴散通道,因此嵌鋰時SiOx富含的Li2O基質(zhì)能夠使其在循環(huán)和倍率性能方面最優(yōu)化;LixSi核周圍的Li2O和Li4SiO4基質(zhì)還可以有效的緩沖體積膨脹。2)硅碳復(fù)合材料:將碳材料包覆在硅材料外層,形成硅碳復(fù)合材料。從結(jié)構(gòu)上來看,包覆結(jié)構(gòu)改善材料的循環(huán)穩(wěn)定性。碳材料的包覆能夠提高負極材料的導(dǎo)電性能,并且碳材料表面會形成SEI膜,能夠抑制電解液對于負極材料的侵蝕,從而提高負極材料的循環(huán)性能。中國負極材料行業(yè)競爭格局分析(一)石墨化產(chǎn)能分布石墨化是人造石墨的必備工序,由于雙限政策影響,國內(nèi)各地對屬于高能耗產(chǎn)業(yè)的石墨化項目嚴格限制,目前純石墨化廠商擴產(chǎn)項目較難通過地方政府能評及環(huán)評審批。負極廠商一體化產(chǎn)能項目由于更能促進地方就業(yè)和貢獻更多稅收,并屬于國家鼓勵的新能源產(chǎn)業(yè),相對更容易拿到能評和環(huán)評審批。2021年我國石墨化產(chǎn)能合計98.1萬噸。(二)競爭格局2021年國內(nèi)負極材料產(chǎn)量達66萬噸,同比增長85%。負極龍頭貝特瑞市占率26%,同比增長3%,國內(nèi)負極CR3/CR5分別達56%/80%,同比下降2%/持平,龍頭廠商競爭格局較為穩(wěn)定,其中貝特瑞、中科星城和尚太科技擴產(chǎn)積極,市占率提升較為明顯。在人造石墨領(lǐng)域,璞泰來(江西紫宸)和杉杉股份是雙龍頭,2021年在國內(nèi)的市場份額均超過15%,凱金能源、貝特瑞、中科電氣、尚太科技等緊隨其后。2021年貝特瑞在天然石墨領(lǐng)域一家獨大,市場份額超過60%,翔豐華、江西正拓與中科電氣分別占比17%、2%與2%,其他企業(yè)占比15%。(三)性能對比從我國主要負極廠家人造石墨產(chǎn)品性能對比來看,多年來璞泰來主流產(chǎn)品均應(yīng)用在高容量、高壓實密度、低膨脹和長循環(huán)的高端電池。璞泰來人造石墨產(chǎn)品首次容量可達352-360mAh/g,首周效率92-96%,壓實密度最高可達2.25g/cm3,適用于消費、動力、儲能領(lǐng)域,產(chǎn)品各項指標性能明顯優(yōu)于其他企業(yè)產(chǎn)品。影響鋰電池負極材料行業(yè)發(fā)展的有利因素(一)鋰電池負極材料行業(yè)國內(nèi)外行業(yè)發(fā)展環(huán)境優(yōu)渥,各國政策鼓勵支持面對日益緊迫的節(jié)能減排與環(huán)保壓力,世界各國都在積極推廣使用環(huán)保節(jié)能的能源方案,通過大力發(fā)展電動汽車替代傳統(tǒng)燃油汽車,成為節(jié)能減排的有效方式。近年來,全球主要工業(yè)國和地區(qū)陸續(xù)出臺了大量節(jié)能減排方案,如英國計劃到2035年停止銷售新的汽油、柴油轎車和廂式貨車,甚至包括混合動力汽車,比原計劃提前5年,并將制定2050年凈零排放目標;法國將在2040年全面禁售燃油車;德國將在2030年后禁售傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車;荷蘭和挪威將在2025年禁售燃油車;印度將在2030年全面禁售燃油車。這些政策表明世界各國正積極履行《巴黎氣候協(xié)議》的約定,加大對新能源汽車產(chǎn)業(yè)的扶持力度,為國內(nèi)的鋰離子電池負極材料企業(yè)提供了廣闊的出口市場空間。我國高度重視應(yīng)對氣候變化工作,積極主動承擔國際責任,提出了應(yīng)對氣候變化的方案。我國承諾在2030年前實現(xiàn)碳排放達峰、2060年前努力實現(xiàn)碳中和的兩步走應(yīng)對氣候變化戰(zhàn)略透露出綠色低碳將是十四五時期經(jīng)濟社會發(fā)展的重要目標之一,加上2020年11月《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》的出臺,為鋰離子電池負極材料產(chǎn)業(yè)未來的長期、健康發(fā)展創(chuàng)造了良好的政策環(huán)境。(二)鋰電池負極材料行業(yè)下游鋰電池行業(yè)產(chǎn)能持續(xù)提升,應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展面對新能源汽車較為明確的發(fā)展趨勢,國內(nèi)外各大汽車巨頭相繼加大了新能源汽車的投資力度,同時也引來了各路資本競相加入造車新勢力,將直接推動上游動力鋰電廠商以及負極材料廠快速發(fā)展,鋰電池行業(yè)產(chǎn)能持續(xù)提升,對負極材料的需求不斷增長。與此同時,鋰電池領(lǐng)域技術(shù)更新迭代迅速,不斷拓展新的應(yīng)用領(lǐng)域,進一步推動應(yīng)用市場規(guī)模大幅增長。未來幾年,鋰電池在電動卡車、電動叉車、電動船舶等新興領(lǐng)域的滲透率將進一步提升,進而帶動鋰電池相關(guān)材料市場需求上升。鋰電池負極材料行業(yè)基本風險特征(一)新能源汽車產(chǎn)業(yè)支持鋰電池負極材料行業(yè)政策變化風險新能源汽車是鋰電負極材料的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一,市場需求受到國家關(guān)于新能源汽車的行業(yè)政策的影響,存在政策變化風險。自2010年將新能源汽車產(chǎn)業(yè)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)以來,多部委連續(xù)出臺了一系列支持、鼓勵、規(guī)范新能源汽車行業(yè)發(fā)展的法規(guī)、政策,從發(fā)展規(guī)劃、消費補貼、

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